ナチュラルコンピューティングとは

ナチュラルコンピューティングとは、素材または自然からのインスピレーションを使用するあらゆるタイプのコンピューティング技術を指します。 自然なコンピューティングの例には、変化に適応する人工ニューラルネットワークの開発や、現在のコンピューターよりもはるかに強力な可能性のある量子コンピューターの設計が含まれます。 ナチュラルコンピューティングは、自然界のものを模倣する人工物質の作成を指すこともあります。

自然からのアイデアを使用して、問題に対するより効率的なソリューションを作成する計算フィールドがいくつかあります。 21世紀初頭には、特定の分子などの天然素材を使用して、より高速で効率的な計算を実行するコンピューターも開発されています。 これらの手法は、自然なシステムがどのように機能するかについての詳細な知識なしでは存在しないため、すべて自然なコンピューティングの形式です。

ナチュラルコンピューティングは、自然に発生するシステムのように動作する人工生物を設計しようとすることも指します。 これらには、生物で重要な遺伝子調節などのプロセスを実行できるシステムの構築が含まれます。 別の例としては、自己組織化があります。これは、組織化されていない初期状態から自己組織化できるシステムを指します。

たとえば、ニューラルネットワークは、プログラムを時間の経過とともに自動的に効率的にしたいコンピュータープログラマーによってよく使用されます。 これらは、脳のニューロンに見られるものなど、自然に発生するニューラルネットワークに見られる構造に基づいています。 自然なニューラルネットワークに見られるシステムの単純なバージョンを使用することにより、コンピュータープログラマーは、プログラムを新しい情報により適合させることができます。 2011年現在、人工ニューラルネットワークは、自然に発生するニューラルネットワークの複雑さに近づいていませんが、依然として有用です。

ナチュラルコンピューティングのもう1つの例は、量子コンピューターの構築方法の研究です。 アイデアは、0または1のバイナリ状態に基づいて計算を実行する現代のコンピューターの代わりに、量子コンピューターは理論的にもっと多くの状態を使用できるということです。 これにより、コンピューターの速度が大幅に向上する可能性があります。 量子コンピューターはまだ長い道のりであると考えられていますが、2011年の時点では、技術が十分に進歩すると達成できない科学的な理由はないようです。

ナチュラルコンピューティングには他にもさまざまな例があります。 これらには、人工生命の設計、ロボット工学、および進化計算が含まれます。 群れインテリジェンスは、アリなどの動物の大きなグループを模倣するシステムの一種であり、将来的にも重要になる可能性があります。 特に将来のイベントを予測しようとする場合、多くの潜在的なアプリケーションがあります。