Co je to Natural Computing?

Přirozené výpočty se vztahují na jakýkoli typ výpočetní techniky využívající materiály nebo inspiraci z přírody. Příklady přirozeného zpracování dat zahrnují vývoj umělých neuronových sítí, které se přizpůsobují změnám, a navrhování kvantových počítačů, které by mohly být mnohem vícekrát výkonnější než současné počítače. Přirozené výpočty mohou také odkazovat na vytváření umělých látek, které napodobují ty v přírodě.

Existuje celá řada výpočetních polí, které využívají nápady z přírody k vytváření účinnějších řešení problémů. Některé počítače se také vyvíjejí na počátku 21. století, aby používaly přírodní materiály, jako jsou určité molekuly, k provádění rychlejších a účinnějších výpočtů. Tyto techniky jsou všechny formy přirozeného počítání, protože by neexistovaly bez podrobné znalosti toho, jak fungují přirozené systémy.

Přirozené výpočty se také mohou týkat pokusů o vytvoření umělých organismů, které se chovají jako přirozeně se vyskytující systémy. Patří k nim pokus o vybudování systémů, které mohou provádět procesy, jako je regulace genů, což je důležité v živých organismech. Dalším příkladem je vlastní montáž, která se týká systémů, které se mohou organizovat z nepořádku v počátečním stavu.

Například neuronové sítě často používají počítačoví programátoři, kteří chtějí, aby se program automaticky časem zefektivnil. Jsou založeny na strukturách vyskytujících se v přirozeně se vyskytujících nervových sítích, jako jsou struktury nalezené v neuronech v mozku. Použitím jednoduchých verzí systémů nalezených v přírodních neuronových sítích jsou počítačoví programátoři schopni přizpůsobit své programy novým informacím. Od roku 2011 se umělé neuronové sítě nepřibližují komplexnosti přirozeně se vyskytujících neuronových sítí, ale stále mohou být užitečné.

Dalším příkladem přirozené výpočetní techniky je výzkum, jak postavit kvantový počítač. Myšlenka je taková, že namísto moderních počítačů, které provádějí výpočty na základě binárních stavů 0 nebo 1, by kvantový počítač teoreticky mohl použít mnohem více stavů. To by mohlo vést k mnohem rychlejším počítačům. Přestože se předpokládá, že kvantový počítač je stále daleko, od roku 2011 se zdá, že neexistuje vědecký důvod, proč jej nelze dosáhnout, jakmile bude technologie dostatečně pokročilá.

Existuje celá řada dalších příkladů přirozené práce na počítači. Patří sem navrhování umělého života, robotika a evoluční výpočet. V budoucnu může být také důležitá inteligence rojů, což je typ systému, který napodobuje velké skupiny zvířat, jako jsou mravenci. Má řadu potenciálních aplikací, zejména když se snaží předpovídat budoucí události.