Mi a közös egy drónrajban, az emberre hasonlító, humanoid robotok mozgásában és az adatbányászattól kezdve szoftverek megbízhatósági tesztjéig, változatos alkalmazásokban szereplő evolúciós algoritmusokban?

Az. hogy mindhárom gépi megoldás fejlesztőit a természet inspirálta, masszívan merítettek az élővilágból. Ezen kívül, a kortárs számítástudomány egyik nagyon markáns trendjét képviselik.

Mi ez a trend, és miért annyira fontos?

Egyes élő organizmusok az evolúció során olyan sikeresen alkalmazkodtak környezetükhöz, hogy máig megmaradtak. A biomimetika vagy (az 1997 óta használt kifejezéssel) biomimikri néven ismert jelenség e szerves létformák megnyilvánulásainak utánzása, másolása különféle technológiai területeken. Legismertebb példája a madarak szárnymozgásáról mintázott repülőgép minden, csak nem új, viszont a ma egyik legnépszerűbb számítástudományi terület, a gépi tanulás szintén egyértelműen biológiai modelleket próbál követni.

Az ember problémáira ősidők óta a mérnöki feladatok sokaságát „megoldó” természetben is keresi a választ. Okkal, mert a természetes kiválasztódás mindig az optimális lehetőségek mellett dönt, ha problémát kell kezelnie.

A technikai fejlődés azonban csak az utóbbi 30-40 évben tette lehetővé, hogy az élővilágból, az evolúciótól, mint a „legjobb tervezőtől” ellesett mintákat infokommunikációs rendszerekre alkalmazzuk.

Biológia és IT kölcsönhatásai, a kettő közötti egyre több átfedés az élővilág három jelenségére, azok utánzására vonatkozik: az ember és a főemlősök elmeműködésére, élőlények működési mechanizmusaira és az evolúcióra. A folyamat eredménye egyrészt nemrég létrejött új tudományterületek, mint a bioinformatika és a szintetikus biológia, másrészt a számítástudomány kifejezetten biológiai ihletésű részeinek, például a mesterségesintelligencia-kutatásnak vagy a párhuzamos számítástechnikának a dinamikus fejlődése.

A természet információkezelő műveleteit, köztük az önszerveződést, az élőlények működését és az emberi gondolkodást utánzó algoritmusok, számítógépek, robotok nem tartalmaznak élő anyagot, például DNS-t.

A következő szintet viszont már szerves molekulákkal rendelkező, azok mechanizmusain alapuló rendszerek képviselik. Egyelőre gyerekcipőben járó kutatásfejlesztésekről van szó. Mindenesetre az utóbbi évek eredményei bíztatóak, számítógéppé alakítható sejteket, chipbe ágyazható DNS molekulákat, biokémiai alapú számítógépes memóriát vetítenek előre.

A biomimetika felgyorsítja az elmekutatást is: egyre több az ember és a főemlősök elmeműködését ábrázoló számítógépes modell. Ez fordítva is érvényes: az elmekutatás infokom technológiákra gyakorolt (erősödő) hatását az agy-számítógép interfészek fejlődése szemlélteti.

Frissítve: 2023. július 26.