果蝇的神经网络比人类更能解决分布式计算问题

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果蝇蛹新兴的神经网络能够以一种非常高效、有效的方式解决分布式计算问题,即排列感官刚毛。监测刚毛生长的科学家表示,他们可以模仿果蝇的方法来构建更有效的通信网络

这并不是我们第一次看到昆虫解决困扰计算机科学家的难题——蜜蜂也能做到——但果蝇的发现更进一步,促成了一个可以用来开发更高效的计算机和无线网络的算法。

分布式计算涉及多个处理器协同工作来解决问题。其中一些被选为领导者,负责收集其他处理器的数据并将其传递下去。将这些网络组织成高效的处理器-领导者分组是计算领域最大的挑战之一——但果蝇神经系统中数百万个细胞会自动完成这项工作,它们会自我组织,使得少数细胞充当领导者。科学家表示,这比人类想出的任何方法都要好得多:“这是一个如此简单直观的解决方案,我简直不敢相信我们25年前没有想到它,”合著者、特拉维夫大学和普林斯顿高等研究院的数学家兼计算机科学家Noga Alon说。

果蝇的刚毛用于感觉和听觉,它们在神经细胞自我选择成为领导者时发育。这些细胞向其邻近细胞发送化学信号,确保这些细胞不能成为领导者。研究人员使用荧光显微镜观察到整个网络在大约三小时内形成。

他们基于细胞的自我选择方法开发了一种算法,并表示该算法对于节点数量和位置不确定的自适应网络特别有效,卡内基梅隆大学表示。这可能包括环境监测传感器、机器人集群等等。

这项研究今日发表在《科学》杂志上。

Eurekalert

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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