Che cos'è il calcolo naturale?
Il calcolo naturale si riferisce a qualsiasi tipo di tecnica informatica che utilizza materiali o ispirazione dalla natura. Esempi di informatica naturale includono lo sviluppo di reti neurali artificiali che si adattano ai cambiamenti e la progettazione di computer quantistici che potrebbero potenzialmente essere molte volte più potenti dei computer attuali. Il calcolo naturale può anche riferirsi alla creazione di sostanze artificiali che imitano quelle in natura.
Esistono numerosi campi computazionali che utilizzano idee naturali per creare soluzioni più efficienti ai problemi. Alcuni computer sono stati sviluppati all'inizio del 21 ° secolo per utilizzare materiali naturali, come alcune molecole, per eseguire calcoli più veloci ed efficienti. Queste tecniche sono tutte forme di calcolo naturale, perché non esisterebbero senza una conoscenza dettagliata di come funzionano i sistemi naturali.
Il calcolo naturale può anche riferirsi al tentativo di ingegnerizzare organismi artificiali che si comportano come sistemi naturali. Questi includono il tentativo di costruire sistemi in grado di eseguire processi come la regolazione genica, che è importante negli organismi viventi. Un altro esempio è l'autoassemblaggio, che si riferisce a sistemi che possono organizzarsi da uno stato iniziale disorganizzato.
Le reti neurali, ad esempio, sono spesso utilizzate dai programmatori di computer che desiderano che un programma diventi automaticamente più efficiente nel tempo. Questi sono basati sulle strutture presenti nelle reti neurali presenti in natura, come quelle che si trovano nei neuroni nel cervello. Utilizzando semplici versioni dei sistemi presenti nelle reti neurali naturali, i programmatori di computer sono in grado di rendere i loro programmi più adattabili a nuove informazioni. A partire dal 2011, le reti neurali artificiali non si avvicinano alla complessità delle reti neurali naturali, ma possono ancora essere utili.
Un altro esempio di calcolo naturale è la ricerca su come costruire un computer quantistico. L'idea è che al posto dei computer moderni, che eseguono calcoli basati sugli stati binari di 0 o 1, un computer quantistico potrebbe teoricamente usare molti più stati. Ciò potrebbe portare a computer molto più veloci. Sebbene si pensi che un computer quantistico sia ancora molto lontano, a partire dal 2011, non sembra esserci alcun motivo scientifico per cui non possa essere raggiunto una volta che la tecnologia è diventata abbastanza avanzata.
Esistono numerosi altri esempi di calcolo naturale. Questi includono la progettazione di vita artificiale, robotica e calcolo evolutivo. L'intelligenza dello sciame, che è un tipo di sistema che imita grandi gruppi di animali come le formiche, potrebbe anche essere importante in futuro. Ha un numero di potenziali applicazioni, specialmente quando si cerca di prevedere eventi futuri.