Na vyriešenie zložitého výpočtového problému japonskí vedci použili jednobunkové stvorenie, ktoré sa s ním paradoxne vyrovnal rýchlejšie a ľahšie ako výkonný počítač.
Skupina vedcov z Tokijskej univerzity v Keiu sa rozhodla použiť amébu na vyriešenie takzvaného „problému obchodného cestujúceho“, čo je problém známy v počítačovej vede. Jeho podstata je nasledovná: predstavte si, že ste predajca cestujúci z mesta do mesta a ponúkajúci svoj tovar. Chcete maximalizovať svoju efektívnosť, aby ste zarobili čo najviac peňazí, a preto chcete nájsť najkratšiu cestu, ktorá by vám umožnila dostať sa z jedného bodu do druhého.
Na tento účel neexistuje univerzálny vzorec. Jediným spôsobom, ako vyriešiť problém, je vypočítať dĺžku každej z možných trás a zvoliť najkratšiu. Okrem toho, keď sa na túto trasu pridávajú nové mestá, výpočtová zložitosť exponenciálne narastá. Takže pre 4 mestá musíte vybudovať iba 3 trasy a pre 6 - už 360. A ak vaša cesta zahŕňa návštevu 10 alebo viacerých miest, účet pôjde do miliónov.
Riešenie univerzity Keio sa líši od všetkých ostatných algoritmov vyvinutých vedcami. Dôvodom je jednobunkový tvor Physarum polycephalum, konkrétne jeho hlien. Samotný P. polycephalum je veľmi jednoduchý organizmus, ktorý dokáže robiť dve veci: pohybovať sa smerom k jedlu a schovávať sa pred svetlom. Milióny rokov evolúcie ho robili neobvykle účinným v oboch týchto procesoch.
Pre experiment bol améba umiestnená v komore vyrobenej z kanálov, s trochou potravy na konci každého z nich. Jednobunková organela inštinktívne pritiahla bičík smerom k špecifickému kanálu - a tým spustila poplach, ktorý vypol svetlo. Schéma je jednoduchá: každý kanál je analógom mesta od problému a výber jedného z nich ovplyvňuje pravdepodobnosť, že svetlo zhasne v iných kanáloch. Čím ďalej je toto „mesto“od súčasného bodu, tým častejšie v ňom svetlo zhasne.
Zvonku sa to môže javiť ako kruhový objazd a nie veľmi jasný spôsob riešenia problému, ale má jednu dôležitú výhodu: améba, na rozdiel od počítačového algoritmu, nemusí počítať každú jednotlivú cestu. Namiesto toho pasívne reaguje na aktuálne podmienky a je nútený zvoliť najvýhodnejšiu cestu. Koľko „miest“nepridáva na ceste - čas na dosiahnutie konečného výsledku sa z toho nezmení.
Paradoxne teda najjednoduchší organizmus vyrieši algoritmus rýchlejšie ako akýkoľvek moderný počítač. Vedci zatiaľ úplne nechápali, prečo sa to deje. „Mechanizmus, ktorým si améba dokáže zvoliť vždy najkratšiu cestu, zostáva záhadou,“pripúšťajú. Ak sa však dajú tieto jednocellové tvory dať do vedy, pomôže to nielen pri riešení hypotetických problémov: možno s ich pomocou bude možné revidovať prístup nielen k moderným výpočtovým algoritmom, ale aj k počítačovým bezpečnostným systémom.
Propagačné video:
Vasily Makarov