211service.com
Na grzbiecie mrówek
Opierając się w dużej mierze na chemii biologii, naukowcy z Uniwersytetu Humboldta w Niemczech opracowali sposób, w jaki agenci elektroniczni mogą wydajnie składać sieć bez polegania na planie centralnym.
Naukowcy wzorowali swój pomysł na metodach owadów i innych form życia, których komunikacja nie ma centralnego planowania, ale które potrafią tworzyć sieci, gdy osobniki wydzielają i reagują na ślady chemiczne.
Naukowcy odkryli, że to, co działa na mrówki i bakterie, działa również na autonomiczne fragmenty kodu komputerowego. Pomysł jest inspirowany modelami chemotaktycznymi śledzenia powstawania śladów szeroko spotykanymi u owadów, bakterii [i] śluzowców, powiedział Frank Schweitzer, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Humboldta i adiunkt w Instytucie Fraunhofera ds. Systemów Inteligencji Autonomicznej w Niemczech.
Według Schweitzera prace mogłyby ostatecznie zostać wykorzystane do samoorganizujących się obwodów, grup skoordynowanych robotów i adaptacyjnych metod leczenia raka.
Zbiorowiska owadów, bakterii i śluzowatych pleśni koordynują procesy wzrostu w oparciu o interakcje między śladami chemicznymi pozostawionymi przez osobniki. Naukowcy stworzyli podobną sieć, wykorzystując symulację komputerową agentów elektronicznych przemieszczających się losowo po sieci zawierającej niepołączone węzły sieciowe.
Zamiast określać strukturę sieci w podejściu odgórnym planowania hierarchicznego, agenci znajdowali węzły i tworzyli połączenia w oddolnym procesie samoorganizacji.
Kiedy agent natrafił na węzeł, zaczął wytwarzać jeden z dwóch symulowanych śladów chemicznych w tempie, które zmniejszało się w czasie. Z biegiem czasu osłabła również siła śladu chemicznego. Kluczem do samoorganizującej się sieci jest to, że agenci są przyciągani do chemicznych śladów wytyczonych przez innych agentów.
Model badaczy zawiera dwa typy węzłów sieci – niebieski i czerwony. Każdy agent zaczyna jako zielony środek, który nie pozostawia śladów chemicznych i przemieszcza się losowo. Gdy agent znajduje się w węźle niebieskim, zmienia kolor na niebieski, a gdy agent przechodzi przez węzeł czerwony, zmienia kolor na czerwony. Środki czerwone i niebieskie wyznaczają ślady chemiczne, które przyciągają środki przeciwnego koloru.
Z biegiem czasu model zmienia się z wielu zielonych agentów podróżujących losowo do kolorowych agentów poruszających się między węzłami, jak ruch w sieci. Widzisz sieć, która łączy prawie wszystkie sąsiednie węzły, powiedział Schweitzer.
Metoda chemiczna jednocześnie rozwiązuje dwa podstawowe problemy: samoorganizujące się węzły sieci i ustanawianie połączeń między węzłami, powiedział Schweitzer.
Ten rodzaj sieci szybko rozwiązuje problemy i zakłócenia, powiedział Schweitzer. Jeśli pozycja węzłów zostanie zmieniona, sieć odpowiednio się dostosuje. Jeśli łącze zostanie zerwane, zostanie bardzo szybko przywrócone.
Wyniki powinny wspomóc wysiłki na rzecz wykorzystania wirtualnych feromonów do koordynowania agentów komputerowych i robotów w świecie rzeczywistym, powiedział Schweitzer. Feromony to substancje chemiczne używane przez mrówki w swoich sieciach. Powiedział, że te same zasady można wykorzystać do opracowania samoskładających się obwodów elektronicznych z elementów konstrukcyjnych, takich jak nanoprzewody.
Sieci samoorganizujące się są ważne, powiedział Tamas Vicsek, profesor fizyki na Uniwersytecie Eotvos na Węgrzech. W rzeczywistości sieci takie jak Internet są tworzone w sposób ciągły w oparciu o ich rzeczywistą wydajność, powiedział.
Viksek powiedział, że model badaczy Humboldta może wywołać przydatne spostrzeżenia dla tych, którzy prowadzą sieci. Podczas gdy inne projekty sieci również zmieniają swoje struktury w zależności od czasu i innych parametrów, zespół Humboldta wyróżnił swój model, wprowadzając agentów, co według Vikseka jest miłym akcentem. Dodał jednak, że model jest obecnie zbyt skomplikowany, aby mógł być szeroko stosowany.
To kierunek, który warto dalej rozwijać – powiedział.
Współpracownikami badawczymi Schweitzera byli Sankt Augustin i Benno Tilch z Uniwersytetu Humboldta. Opublikowali wyniki badań w numerze z 21 sierpnia 2002 r Przegląd fizyczny E. Badania zostały sfinansowane przez Uniwersytet Humboldta.