מחקר זבוב פירות יכול להוביל לרשתות מחשבים פשוטות וחזקות יותר

Anonim

מחקר זבוב פירות יכול להוביל לרשתות מחשבים פשוטות וחזקות יותר

מדע

בנקים מענקים

18 בינואר 2011

2 תמונות

השראה מעוף הפירות יכולה לפשט את האופן שבו רשתות אלחוטיות מתקשרות

במשך השנים למד המדע כמות עצומה של ידע מזבוב הפירות הצנוע. תסיסנית melanogaster שימש כדי לספק את היסודות שלאחר מנדל על הבנתנו את הגנטיקה, וכן שימשה באופן נרחב במחקר מדעי המוח. החידושים האחרונים בהשראת זבוב הפירות יכולים לפשט את האופן שבו רשתות תקשורת אלחוטיות מתקשרות ועומדות בפני יישומים רחבים יותר למחשוב.

זו לא הפעם הראשונה מערכות מחשוב הושוו למערכות ביולוגיות. הלמידה מהשוואה בין לינוקס ל E.coli ושימוש בעיניים זבוב כדי לעזור לפתח מקלטים חזותיים מהר יותר עבור רובוטים הן רק שתי דוגמאות. חוקרים עגולים מאוניברסיטת קרנגי מלון (CMU), פיטסבורג, פנסילבניה, גילו לאחרונה מערכת יעילה מאוד לארגון תאים במערכת העצבים של זבוב הפירות המתפתחת, שעומדת בפני יישומי רשת מחשבים.

ללא תקשורת עם תאים שמסביב או ידע מוקדם של מה תאים אחרים אלה עושים את מערכת העצבים המתפתחת של זבוב הוא מסוגל לארגן את עצמו, כך מספר קטן להיות תאים מובילים או תאים חושי סנסורי איבר (SOP), בעוד השאר להיות רגיל תאי עצבים. SOPs אשר מתחבר לתאי עצב הסמוכים לא מתחברים עם SOPs אחרים, אלא במקום את הקצוות של מערכת העצבים כי הם מחוברים שערות זעירים עבור אינטראקציה עם העולם החיצון. מה יוצא דופן על איך היררכיה זו של תאים מארגנת את עצמה היא העובדה כי המספר הנכון שילוב של תאים SOP ותאי עצב טופס ללא צורך חילופי מידע מסובך.

מערכת העצבים של הזבוב משתמשת בשיטה הסתברותית לבחירת התאים שיהפכו ל - SOP. לתאים אין מידע על האופן שבו הם מחוברים זה לזה, אך מאחר ותאים שונים בוחרים את עצמם כ - SOPs, הם שולחים אותות כימיים לתאים סמוכים המעכבים את התאים הללו מלהפוך ל - SOP. תהליך זה נמשך שלוש שעות, עד שכל התאים הם או SOPs או שכנים ל SOP, ואת זבוב עולה מן הבמה גלמי.

זיו בר-יוסף, פרופסור ללימודי מכונה וביולוגיה חישובית ב- CMU ומחבר הדו"ח ציין כי ההסתברות שכל תא יבחר בעצמו לא תגדל כפונקציה של חיבורים, כמו עם אלגוריתם סטנדרטי (MIS) ברשת מחשבים, אבל כפונקציה של זמן. החוקרים מאמינים כי רשתות מחשב יכול להיות מפותח באמצעות מערכת חדשנית זו יצירת רשתות אשר הרבה יותר פשוט וחזק יותר.

"זה פתרון כל כך פשוט ואינטואיטיבי, אני לא מאמינה שלא חשבנו על זה לפני 25 שנה", אמרה הסופרת נוגה אלון, מתמטיקאית ומדעי המחשב באוניברסיטת תל אביב והמכון למחקר מתקדם מחקר בפרינסטון, ניו ג 'רזי

בר-יוסף, אלון וחבריהם - יהודה אפק מאוניברסיטת תל אביב ונעמה ברקאי, ערן הורנשטיין ועומר ברד ממכון ויצמן למדע ברחובות, פיתחו אלגוריתם חדש מבוזר באמצעות הממצאים. הרשת שהתקבלה הוכחה כבעלת תכונות המתאימות היטב לרשתות שבהן מספר ומיקום הצמתים אינם בטוחים לחלוטין, כולל רשתות אלחוטיות אלחוטיות, כגון ניטור סביבתי, או כאשר החיישנים מפוזרים. הם גם מאמינים שזה יכול לשמש במערכות לשליטה נחילים של רובוטים.

"זמן הריצה היה מעט גדול יותר מאשר גישות הנוכחי, אבל הגישה הביולוגית יעילה וחזקה יותר כי זה לא דורש הנחות רבות כל כך, " בר יוסף אמר. "זה עושה את הפתרון החלים על יישומים רבים יותר.

המחקר נתמך בחלקו על ידי מענקים מהמכון הלאומי לבריאות וקרן המדע הלאומית.

השראה מעוף הפירות יכולה לפשט את האופן שבו רשתות אלחוטיות מתקשרות

תמונה miscroscope confocalal של שלב הגדילה של פיתוח זבוב הפירות, תאי עצב לבחור עצמית כדי להפוך מבשרי איברים חושית (SOPs) מזוהים על ידי החצים. תאים אלה שולחים אותות כימיים לתאים סמוכים, חוסמים אותם מלהפוך ל- SOPs וגורמים להם לתפוח אדום בתמונה

רוצה מנקה, טעינה מהירה יותר המודעה ניסיון קריאה חינם?
נסה אטלס פלוס חדש. הירשם עכשיו רק עבור US $ 19 בשנה.