Was ist natürliches Rechnen?
Natural Computing bezieht sich auf jede Art von Computertechnik, die Materialien oder Inspiration aus der Natur verwendet. Beispiele für natürliches Computing sind die Entwicklung künstlicher neuronaler Netze, die sich an Änderungen anpassen, und der Entwurf von Quantencomputern, die möglicherweise um ein Vielfaches leistungsfähiger sind als aktuelle Computer. Natural Computing kann sich auch auf die Schaffung künstlicher Substanzen beziehen, die die in der Natur nachahmen.
Es gibt eine Reihe von Rechenfeldern, die Ideen aus der Natur verwenden, um effizientere Lösungen für Probleme zu erstellen. Einige Computer werden auch im frühen 21. Jahrhundert entwickelt, um natürliche Materialien wie bestimmte Moleküle zu verwenden, um schnellere und effizientere Berechnungen durchzuführen. Diese Techniken sind alle Formen des Natural Computing, da sie ohne detaillierte Kenntnisse der Funktionsweise natürlicher Systeme nicht existieren würden.
Natural Computing kann sich auch auf den Versuch beziehen, künstliche Organismen zu konstruieren, die sich wie natürlich vorkommende Systeme verhalten. Dazu gehört der Versuch, Systeme aufzubauen, die Prozesse wie die in lebenden Organismen wichtige Genregulation ausführen können. Ein anderes Beispiel ist die Selbstorganisation, die sich auf Systeme bezieht, die sich aus einem unorganisierten Ausgangszustand heraus organisieren können.
Neuronale Netze werden beispielsweise häufig von Computerprogrammierern verwendet, die möchten, dass ein Programm mit der Zeit automatisch effizienter wird. Diese basieren auf den Strukturen natürlich vorkommender neuronaler Netze, wie sie in Neuronen des Gehirns zu finden sind. Durch die Verwendung einfacher Versionen der Systeme in natürlichen neuronalen Netzen können Computerprogrammierer ihre Programme anpassungsfähiger für neue Informationen machen. Seit 2011 kommen künstliche neuronale Netze der Komplexität natürlich vorkommender neuronaler Netze nicht nahe, können aber dennoch nützlich sein.
Ein weiteres Beispiel für Natural Computing ist die Erforschung des Aufbaus eines Quantencomputers. Die Idee ist, dass anstelle moderner Computer, die Berechnungen basierend auf den binären Zuständen 0 oder 1 durchführen, ein Quantencomputer theoretisch viel mehr Zustände verwenden könnte. Dies könnte zu viel schnelleren Computern führen. Obwohl angenommen wird, dass ein Quantencomputer noch weit entfernt ist, scheint es ab 2011 keinen wissenschaftlichen Grund zu geben, warum er nicht erreicht werden kann, wenn die Technologie erst einmal weit genug fortgeschritten ist.
Es gibt eine Vielzahl anderer Beispiele für Natural Computing. Dazu gehören das Entwerfen von künstlichem Leben, Robotik und Evolutionsberechnung. Die Schwarmintelligenz, eine Art System, das große Gruppen von Tieren wie Ameisen nachahmt, könnte auch in Zukunft wichtig sein. Es hat eine Reihe potenzieller Anwendungen, insbesondere bei der Vorhersage zukünftiger Ereignisse.