Che cos'è il calcolo bio-ispirato?
L'informatica di ispirazione bio, o informatica di ispirazione biologica, è un modo per sviluppare sistemi informatici prendendo idee dal mondo biologico. È vero anche il contrario, in quanto l'informatica viene utilizzata per modellare ed esplorare i sistemi biologici e anche questi due approcci dell'informatica bioispirata possono interagire. I sistemi di elaborazione organici ispirati dalla natura possono essere reti auto-organizzanti in grado di adattarsi. Il computing ispirato al bio ha anche un nuovo approccio all'intelligenza artificiale, costruendo sistemi semplici che sono in grado di evolversi in sistemi più complessi. Le popolazioni di agenti indipendenti possono formare insieme un'intelligenza, lavorando in modo simile al comportamento delle api o delle formiche, e gli algoritmi informatici che simulano questo sono noti come intelligenza di sciame.
Il campo dell'informatica di ispirazione bio riunisce ricercatori di molte discipline, tra cui biologia, informatica, fisica, matematica e genetica. I sistemi biologici hanno molti vantaggi rispetto ai sistemi informatici, in quanto consumano molta meno energia, possono sopravvivere ai guasti e sono persino in grado di guarire. Molte delle idee tratte da processi naturali sono state applicate all'apprendimento automatico, portando a nuovi sviluppi nell'intelligenza artificiale. I robot autonomi, in grado di rispondere e adattarsi ai loro ambienti, potrebbero avere numerosi vantaggi lavorando in aree come zone di guerra e operazioni di pulizia pericolose. Le popolazioni di molti piccoli robot potrebbero essere utilizzate per svolgere attività come l'impollinazione delle colture.
L'elaborazione bioispirata è stata applicata al campo della modellizzazione cognitiva, con lo sviluppo di sistemi di reti neurali artificiali basati sulla funzione nervosa nel cervello. Sono stati sviluppati chip per computer in grado di apprendere, evolversi e lavorare in gruppo. Collegati da connessioni wireless autoorganizzanti, possono creare un sistema che si adatta idealmente alla modellazione di problemi complessi derivanti da molti semplici fattori combinati. Poiché i chip possono riconfigurarsi e apprendere, ciò elimina la necessità di caricare programmi software e le operazioni possono procedere più rapidamente. Tali sistemi potrebbero aiutare a comprendere la diffusione delle idee attraverso una popolazione o creare un modello di funzione cerebrale che assomigli a processi biologici reali.
Si sta studiando il calcolo naturale che coinvolge l'uso del DNA. La ricerca bioinformatica suggerisce che i filamenti di DNA potrebbero essere utilizzati per archiviare dati, codificare messaggi segreti o persino per calcolare. Le molecole di DNA potrebbero anche riunirsi in strutture utili.
Le parti biologiche potrebbero potenzialmente essere progettate e utilizzate per sostituire l'hardware all'interno dei computer, funzionando come interruttori, processori, timer e altri dispositivi. Alcune molecole biologiche sono già utilizzate nell'elettronica. Potrebbe anche essere possibile programmare le cellule all'interno del corpo per eseguire attività come la secrezione di farmaci.