Біокомп'ютинг

Біокомпьютинг (або квазібіологічна парадигма[1]) (англ. Biocomputing — біологічний напрям в штучному інтелекті, що базується на розробці і використанні комп'ютерів, які функціонують як живі організми або містять біологічні компоненти, так звані біокомп'ютери.

Родоначальником біологічного напрямку в кібернетиці є У. Мак-Каллок, а також більш пізні ідеї М. Конрада, які привели до створення напрямку — біомолекулярна електроніка . На відміну від розуміння штучного інтелекту по Джону Маккарті, коли виходять з положення про те, що штучні системи не зобов'язані повторювати в своїй структурі та функціонуванні структуру та процеси, які в ній відбуваються, що властиво біологічним системам, прихильники даного підходу вважають, що феномени людської поведінки, здатність людей до навчання та адаптації, є наслідком саме біологічної структури і особливостей її функціонування[2] .

Часто квазібіологічній парадигмі протиставляють розуміння штучного інтелекту по Джону Маккарті, тоді говорять про:

«Парадигма фон Неймана» vs. «Квазібіологічна парадигма»

Парадигма фон Неймана є основою переважної більшості сучасних засобів обробки інформації. Вона оптимальна, коли вирішуються масові завдання досить низької обчислювальної складності.

Квазібіологічна парадигма сьогодні за своїм змістом і можливим додаткам значно потужніша, ніж первинний підхід Маккаллох і Пітса. Вона знаходиться в процесі розвитку і вивчення можливостей створення на її основі ефективних засобів обробки інформації.

К. Заенер і М. Конрад сформулювали поняття про індивідуальну машину, на противагу універсальному комп'ютеру «фон Неймана». Дане поняття базується на наступних положеннях:

  1. Універсальна машина не може вирішувати будь-яку проблему так само ефективно, як машина спеціально сконструйована для її вирішення;
  2. Жорстка програма передбачає послідовне виконання операцій, тобто. неефективне використання обчислювальних ресурсів;
  3. Програму легко зруйнувати, якщо ззовні ввести випадкові зміни. Тому неможливо крок за кроком вносити малі зміни і поступово змінювати структуру програми.

Тому головні особливості індивідуальної машини такі:

  1. Фізична структура машини визначає вирішення конкретного завдання;
  2. Еволюція машини після введення керуючих стимулів призводить до такого стану і / або структурі машини, які можуть бути інтерпретовані як розв'язок шуканого завдання

Напрямки в дослідженнях

Біокомпьютінг дозволяє вирішувати складні обчислювальні задачі, організовуючи обчислення за допомогою живих тканин, клітин, вірусів і біомолекул. Часто використовують молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти, на основі яких створюють ДНК-комп'ютер. Крім ДНК, як біопроцесор можуть використовуватися також білкові молекули і біологічні мембрани. Наприклад, на основі бактеріородопсинмісних плівок створюють молекулярні моделі перцептрону[1].

Примітки
  1. Биомолекулярные нейросетевые устройства, 1.4. Квазибиологическая парадигма обработки информации[недоступне посилання з Май 2018]
  2. Дмитрий Рогаткин.  // Наука и жизнь. — 2018. — № 10. — С. 62-66.

Див. також
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.