Was ist Bio-Inspired Computing?
Bio-inspiriertes Computing oder biologisch inspiriertes Computing ist eine Methode zur Entwicklung von Computersystemen, indem Ideen aus der biologischen Welt übernommen werden. Das Gegenteil ist der Fall, da mithilfe der Informatik biologische Systeme modelliert und erforscht werden und diese beiden Ansätze des bioinspirierten Rechnens auch interagieren können. Von der Natur inspirierte organische Computersysteme können sich selbst organisierende Netzwerke sein, die sich anpassen können. Bio-inspiriertes Computing verfolgt auch einen neuen Ansatz für künstliche Intelligenz und baut einfache Systeme auf, die sich zu komplexeren entwickeln können. Populationen unabhängiger Agenten können zusammen eine Intelligenz bilden, die dem Verhalten von Bienen oder Ameisen ähnelt, und die Computeralgorithmen, die dies simulieren, werden als Schwarmintelligenz bezeichnet.
Das Gebiet des bio-inspirierten Rechnens bringt Forscher aus vielen Disziplinen zusammen, darunter Biologie, Informatik, Physik, Mathematik und Genetik. Biologische Systeme haben viele Vorteile gegenüber Computersystemen, da sie viel weniger Energie verbrauchen, Fehler überleben und sogar heilen können. Viele der Ideen aus natürlichen Prozessen wurden auf maschinelles Lernen übertragen und führten zu neuen Entwicklungen in der künstlichen Intelligenz. Autonome Roboter, die in der Lage sind, auf ihre Umgebung zu reagieren und sich an diese anzupassen, könnten zahlreiche Vorteile bei der Arbeit in Bereichen wie Kriegsgebieten und gefährlichen Aufräumarbeiten haben. Populationen von vielen winzigen Robotern könnten verwendet werden, um Aufgaben wie die Bestäubung von Pflanzen durchzuführen.
Bio-inspiriertes Computing wurde auf dem Gebiet der kognitiven Modellierung angewendet, wobei künstliche neuronale Netzwerksysteme entwickelt wurden, die auf der Nervenfunktion im Gehirn basieren. Es wurden Computerchips entwickelt, die lernen, sich entwickeln und als Gruppe arbeiten können. Durch selbstorganisierende Funkverbindungen können sie ein System bilden, das sich ideal für die Modellierung komplexer Probleme eignet, die sich aus vielen einfachen Faktoren zusammensetzen. Da sich die Chips neu konfigurieren und lernen können, müssen keine Softwareprogramme mehr geladen werden, und die Vorgänge können schneller ablaufen. Solche Systeme könnten helfen, die Verbreitung von Ideen in einer Population zu verstehen, oder ein Modell der Gehirnfunktion erstellen, das realen biologischen Prozessen ähnelt.
Die natürliche Berechnung wird unter Verwendung von DNA untersucht. Bioinformatik-Untersuchungen legen nahe, dass DNA-Stränge zum Speichern von Daten, zum Codieren geheimer Nachrichten oder sogar zum Berechnen verwendet werden könnten. DNA-Moleküle könnten sich auch zu nützlichen Strukturen zusammensetzen.
Biologische Teile könnten möglicherweise entwickelt und zum Ersetzen von Hardware in Computern verwendet werden, die als Schalter, Prozessoren, Zeitgeber und andere Geräte fungieren. Einige biologische Moleküle werden bereits in der Elektronik eingesetzt. Es könnte sogar möglich sein, Zellen im Körper so zu programmieren, dass sie Aufgaben wie die Ausschüttung von Medikamenten ausführen.