Vad är bioinspirerad datoranvändning?

Bioinspirerad databehandling, eller biologiskt inspirerad datoranvändning, är ett sätt att utveckla datorsystem genom att ta idéer från den biologiska världen. Det motsatta är också sant, eftersom datavetenskap används för att modellera och utforska biologiska system, och dessa två metoder för bioinspirerad datoranvändning kan också interagera. Organiska datorsystem inspirerade av naturen kan vara självorganiserande nätverk som kan anpassas. Bioinspirerad datoranvändning tar också en ny strategi för konstgjord intelligens och konstruerar enkla system som kan utvecklas till mer komplexa system. Befolkningar av oberoende agenter kan bilda en intelligens tillsammans, arbeta på sätt som liknar bete eller myror, och datoralgoritmerna som simulerar detta kallas swarm intelligence.

Fältet med bioinspirerad datorförening samlar forskare från många discipliner, inklusive biologi, datavetenskap, fysik, matematik och genetik. Biologiska system har många fördelar jämfört med datorsystem, eftersom de använder mycket mindre energi, kan överleva fel och till och med kunna läka. Många av idéerna från naturliga processer har tillämpats på maskininlärning, vilket har lett till nyutveckling inom konstgjord intelligens. Autonoma robotar, som kan svara och anpassa sig till sina miljöer, kan ha många fördelar med att arbeta i områden som krigszoner och farliga saneringsåtgärder. Befolkningar av många små robotar kan användas för att utföra uppgifter som grödning.

Bioinspirerad datoranvändning har använts inom området kognitiv modellering, med utvecklingen av konstgjorda neurala nätverkssystem baserade på nervfunktion i hjärnan. Datorchips har utvecklats som kan lära sig, utvecklas och fungera som en grupp. Kopplade av självorganiserande trådlösa anslutningar kan de skapa ett system som är idealiskt lämpat för modellering av komplexa problem som uppstår från många enkla faktorer tillsammans. Eftersom chips kan konfigurera sig själva och lära sig tar detta bort behovet av att ladda program och operationer kan fortsätta snabbare. Sådana system kan hjälpa till att förstå spridningen av idéer genom en befolkning eller skapa en modell för hjärnfunktion som liknar verkliga biologiska processer.

Naturlig beräkning undersöks med användning av DNA. Bioinformatikforskning antyder att DNA-strängar kan användas för att lagra data, för att koda hemliga meddelanden eller till och med för att beräkna. DNA-molekyler kan också sätta sig samman i användbara strukturer.

Biologiska delar kan potentiellt konstrueras och användas för att ersätta hårdvara inuti datorer, fungera som switchar, processorer, timers och andra enheter. Vissa biologiska molekyler används redan inom elektronik. Det kan till och med vara möjligt att programmera celler i kroppen för att utföra uppgifter som läkemedelssekretion.