Ant skruzdžių nugarų

Daug remdamiesi biologijos chemija, Vokietijos Humboldto universiteto mokslininkai sukūrė būdą, kaip elektroniniai agentai galėtų efektyviai surinkti tinklą nepasikliaujant centriniu planu.





Tyrėjai modeliavo savo idėją remdamiesi vabzdžių ir kitų gyvybės formų, kurių komunikacijai trūksta centrinio planavimo, metodais, tačiau kurie sugeba suformuoti tinklus, kai individai išskiria ir reaguoja į cheminius pėdsakus.

Tyrėjai išsiaiškino, kad tai, kas tinka skruzdėms ir bakterijoms, tinka ir autonominiams kompiuterio kodams. Idėją įkvėpė chemotaktiniai pėdsakų formavimosi sekimo modeliai, plačiai aptinkami vabzdžiuose, bakterijose ir gleivių pelėsiuose, sakė Humboldto universiteto docentas Frankas Schweitzeris ir Fraunhoferio autonominio intelekto sistemų instituto Vokietijoje mokslinis bendradarbis.

Anot Schweitzerio, darbas ilgainiui galėtų būti naudojamas savarankiškai surenkamoms grandinėms, koordinuotų robotų grupėms ir adaptyviam vėžio gydymui.



Vabzdžių, bakterijų ir gleivių pelėsių bendruomenės koordinuoja augimo procesus, pagrįstus individų paliktų cheminių pėdsakų sąveika. Tyrėjai sukūrė panašų tinklą, naudodami kompiuterinį elektroninių agentų, atsitiktinai judančių tinklelyje, kuriame yra nesusietų tinklo mazgų, modeliavimą.

Užuot nustatę tinklo struktūrą hierarchinio planavimo iš viršaus į apačią metodu, agentai surado mazgus ir sukūrė ryšius saviorganizavimo procese iš apačios į viršų.

Kai agentas atsitiko mazge, jis pradėjo gaminti vieną iš dviejų imituotų cheminių pėdsakų, kurių greitis mažėjo. Laikui bėgant cheminio pėdsako stiprumas taip pat blėso. Savaime besirenkančio tinklo esmė yra ta, kad agentai patraukiami į kitų agentų nustatytus cheminius kelius.



Tyrėjų modelyje yra dviejų tipų tinklo mazgai - mėlyni ir raudoni. Kiekvienas agentas pradeda veikti kaip žalias agentas, kuris nenustato jokių cheminių pėdsakų ir keliauja atsitiktinai. Kai agentas atsiduria mėlyname mazge, jis tampa mėlynas, o kai agentas patenka per raudoną mazgą, jis tampa raudonas. Raudoni ir mėlyni agentai nutiesia cheminius pėdsakus, kurie pritraukia priešingos spalvos agentus.

Laikui bėgant modelis keičiasi iš daugelio žaliųjų agentų, keliaujančių atsitiktinai, prie spalvotų agentų, judančių tarp mazgų, pavyzdžiui, srauto tinkle. Matote tinklą, jungiantį beveik visus gretimus mazgus, sakė Schweitzeris.

Schweitzer sakė, kad cheminis metodas vienu metu išsprendžia dvi pagrindines tinklo savarankiško surinkimo aptikimo mazgų ir ryšių tarp mazgų užmezgimo problemas.



Šio tipo tinklas greitai pašalina gedimus ir trikdžius, sakė Schweitzeris. Jei pakeičiama mazgų padėtis, tinklas atitinkamai prisitaiko. Jei nuoroda sugenda, ji bus atkurta labai greitai.

Rezultatai turėtų padėti stengtis naudoti virtualius feromonus kompiuterių agentams ir realaus pasaulio robotams koordinuoti, sakė Schweitzeris. Feromonai yra cheminės medžiagos, kurias skruzdėlės naudoja savo tinkluose. Tie patys principai gali būti naudojami kuriant savarankiškai surenkamas elektronines grandines iš blokų, tokių kaip nanolaidai, sakė jis.

Savaime besirenkantys tinklai yra svarbūs, sakė Tamasas Vicsek, fizikos profesorius iš Eotvos universiteto Vengrijoje. Tiesą sakant, tokie tinklai kaip internetas yra nuolat kuriami atsižvelgiant į jų tikrąjį našumą, sakė jis.



Viksekas teigė, kad Humboldto mokslininkų modelis gali išprovokuoti naudingų įžvalgų tiems, kurie valdo tinklus. Nors kiti tinklo projektai taip pat keičia savo struktūras, atsižvelgiant į laiką ir kitus parametrus, Humboldto komanda išskyrė savo modelį pristatydama agentus – tai puikus dalykas, pasak Vikseko. Tačiau jis pridūrė, kad modelis šiuo metu yra per sudėtingas, kad jį būtų galima plačiai taikyti.

Tai kryptis, kurią verta plėtoti toliau, sakė jis.

Schweitzerio tyrimo kolegos buvo Sankt Augustin ir Benno Tilch iš Humboldto universiteto. Jie paskelbė tyrimą 2002 m. rugpjūčio 21 d Fizinė apžvalga E. Tyrimą finansavo Humboldto universitetas.

paslėpti