Co to jest przetwarzanie naturalne?

Komputer naturalny odnosi się do każdego rodzaju techniki komputerowej wykorzystującej materiały lub inspirację z natury. Przykłady naturalnego przetwarzania danych obejmują tworzenie sztucznych sieci neuronowych, które dostosowują się do zmian, oraz projektowanie komputerów kwantowych, które potencjalnie mogłyby być wielokrotnie mocniejsze niż obecne komputery. Komputery naturalne mogą również odnosić się do tworzenia sztucznych substancji naśladujących te w naturze.

Istnieje wiele pól obliczeniowych, które wykorzystują pomysły natury do tworzenia bardziej wydajnych rozwiązań problemów. Niektóre komputery są również opracowywane na początku XXI wieku w celu wykorzystania naturalnych materiałów, takich jak niektóre cząsteczki, do wykonywania szybszych i bardziej wydajnych obliczeń. Wszystkie te techniki są naturalnymi formami obliczeniowymi, ponieważ nie istniałyby bez szczegółowej wiedzy na temat działania systemów naturalnych.

Przetwarzanie naturalne może również odnosić się do próby opracowania sztucznych organizmów, które zachowują się jak układy naturalnie występujące. Obejmują one próby zbudowania systemów, które mogą przeprowadzać takie procesy, jak regulacja genów, co jest ważne w organizmach żywych. Innym przykładem jest samoorganizacja, która odnosi się do systemów, które mogą się organizować ze zdezorganizowanego stanu początkowego.

Na przykład sieci neuronowe są często używane przez programistów komputerowych, którzy chcą, aby program automatycznie z czasem stał się bardziej wydajny. Opierają się one na strukturach występujących w naturalnie występujących sieciach neuronowych, takich jak te znajdujące się w neuronach w mózgu. Korzystając z prostych wersji systemów znajdujących się w naturalnych sieciach neuronowych, programiści komputerowi mogą dostosować swoje programy do nowych informacji. W 2011 r. Sztuczne sieci neuronowe nie zbliżały się do złożoności naturalnie występujących sieci neuronowych, ale nadal mogą być przydatne.

Innym przykładem komputerów naturalnych jest badanie budowy komputera kwantowego. Chodzi o to, że zamiast współczesnych komputerów, które wykonują obliczenia w oparciu o stany binarne 0 lub 1, komputer kwantowy mógłby teoretycznie wykorzystać znacznie więcej stanów. Może to prowadzić do znacznie szybszych komputerów. Chociaż uważa się, że komputer kwantowy jest jeszcze daleko, od 2011 r. Wydaje się, że nie ma naukowego powodu, dla którego nie można go osiągnąć, gdy technologia stanie się wystarczająco zaawansowana.

Istnieje wiele innych przykładów naturalnego przetwarzania. Obejmują one projektowanie sztucznego życia, robotyki i obliczeń ewolucyjnych. Inteligencja roju, która jest rodzajem systemu naśladującego duże grupy zwierząt, takich jak mrówki, również może być ważna w przyszłości. Ma wiele potencjalnych zastosowań, zwłaszcza podczas próby prognozowania przyszłych wydarzeń.