Биологические вычисления - Википедия - Biological computation

Эта статья посвящена анализу вычислений в естественных организмах. Для компьютеров, состоящих из биомолекул, см. Биологические вычисления. Для вычислений, вдохновленных биологией, см. Биологические вычисления. Для анализа данных и математического моделирования в биологии см. Вычислительная биология.

Концепция чего-либо биологические вычисления предлагает жить организмы выполнять вычисления, и как таковые, абстрактные идеи Информация и вычисление может быть ключом к пониманию биологии,[1] [2]В качестве области биологические вычисления могут включать изучение системная биология вычисления, выполненные биота[3][4][5][6][7] дизайн алгоритмы вдохновленные вычислительными методами биоты,[8] то дизайн и инженерное дело изготовленных вычислительных устройств с использованием синтетическая биология составные части[9][10] и компьютерные методы анализа биологических данных,[11] в другом месте называется вычислительная биология или же биоинформатика.

По словам Доминика Чу, Михаила Прокопенко и Дж. Кристиана Дж. Рэя, «самый важный класс естественные компьютеры можно найти в биологические системы которые выполняют вычисления на нескольких уровнях. Из молекулярных и клеточных обработка информации сети для экология, экономика и мозг, жизнь вычисляет. Несмотря на повсеместное согласие по этому поводу еще с автоматы фон Неймана и Нейронные сети Маккаллоха – Питтса, нам пока не хватает принципов, чтобы строго понять, как выполняются вычисления в живой или активной материи ".[12]

Логические схемы могут быть построены с слизевые формы.[13] Распределенные системы эксперименты использовали их для приблизительного построения графиков автомагистралей.[14] Слизь Physarum polycephalum может решить Задача коммивояжера, комбинаторный тест с экспоненциально возрастающей сложностью, в линейное время.[15] Грибы, такие как Базидиомицеты также может использоваться для построения логических схем. В предлагаемом компьютере с грибами информация представлена ​​всплесками электрической активности, вычисление реализовано в мицелий сеть и интерфейс реализуется через плодовые тела ..[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Митчелл М (21 сентября 2010 г.). «Биологические вычисления». Публикации и презентации факультета компьютерных наук.
  2. ^ Дидалес, К. (2006) Живые компьютеры - интеллектуальные пластиковые машины.
  3. ^ Дидалес К (2007). «Бытие - наше новое понимание смысла жизни».
  4. ^ Брей Д. (2009). Влажное ПО: компьютер в каждой живой клетке. Нью-Хейвен: издательство Йельского университета. ISBN  978-0-300-14173-3.
  5. ^ Митчелл М (2010). «Биологические вычисления» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 2013-10-23.
  6. ^ «Информация и энтропия в биологических системах». Мастерская NIMBios. 2015.
  7. ^ Дин С. (2019). «Как растения распознают времена года с помощью молекулярной памяти». Королевский институт.
  8. ^ Ламм Э., Унгер Р. (2011). Биологические вычисления. Чепмен и Холл / CRC.
  9. ^ Группа биологических вычислений Массачусетского технологического института - Psrg.csail.mit.edu «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2013-10-30. Получено 2013-10-23.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  10. ^ Regot S, Macia J, Conde N, Furukawa K, Kjellén J, Peeters T. и др. (Январь 2011 г.). «Распределенные биологические вычисления с многоклеточными инженерными сетями». Природа. 469 (7329): 207–11. Bibcode:2011Натура.469..207р. Дои:10.1038 / природа09679. PMID  21150900.
  11. ^ «Биологические вычисления». Microsoft Research.
  12. ^ Чу Д., Прокопенко М., Рэй Дж. К. (2018-12-06). «Вычисления по естественным системам». Фокус интерфейса. 8 (6): 20180058. Дои:10.1098 / рсфс.2018.0058. ЧВК  6227810.
  13. ^ «Вычисления со слизью: логические схемы, построенные с использованием живых форм слизи». ScienceDaily. Получено 2019-12-06.
  14. ^ Адамацки А., Акл С., Алонсо-Санс Р., Ван Дессель В., Ибрагим З., Илачински А. и др. (2013-06-01). «Насколько рациональны дороги с точки зрения плесени?». Международный журнал параллельных, возникающих и распределенных систем. 28 (3): 230–248. arXiv:1203.2851. Дои:10.1080/17445760.2012.685884. ISSN  1744-5760.
  15. ^ «Плесень слизи может решить экспоненциально сложные задачи за линейное время | Биология, информатика | Sci-News.com». Последние новости науки | Sci-News.com. Получено 2019-12-06.
  16. ^ Адамацкий А. (декабрь 2018 г.). «К грибковому компьютеру». Фокус интерфейса. 8 (6): 20180029. Дои:10.1098 / рсфс.2018.0029. ЧВК  6227805. PMID  30443330.