Биокомпьютер, построенный на основе одноклеточной амебы, решил знаменитую «задачу коммивояжера» для 8 городов быстрее современного компьютера

Так как у амеб нет ничего даже отдалённо напоминающего центральную нервную систему, это делает их наименее подходящими кандидатами для решения задач такой сложности. Тем не менее, японские исследователи обнаружили, что некоторые виды амёб можно использовать в качестве своеобразных «процессорных модулей» для биокомпьютеров будущего…

«Группа исследователей из Университета Кейо в Токио доказала, что амеба способна решать знаменитую «задачу коммивояжера» и при определенных условиях может обогнать по скорости вычислений компьютер. 

Необычайно умное существо называется Physarum polycephalum (дословный перевод с латинского языка «многоголовая слизь«).

 

«Physarum polycephalum уже использовалась ранее в качестве биологического компьютера в нескольких других экспериментах. Данное существо считают особенно полезным в биологических вычислениях, потому что она может расширять различные области своего тела в поисках более эффективного способа получения пищи, и она ненавидит свет.

Чтобы превратить этот естественный механизм питания в компьютер, японские исследователи поместили амёбу на специальную пластину с 64 каналами, в направлении которых животное могло вытягивать тело. Амёба постоянно пытается расширить тело, чтобы покрыть как можно большую площадь пластины с питательным веществом. Тем не менее, каждый канал в пластине можно осветить, что заставляет амебу из чувства отвращения к свету убраться из этого канала.

Для моделирования задачи коммивояжера каждому из 64 каналов на табличке был присвоен код города между A и H, в дополнение к номеру от 1 до 8, который указывает порядок городов (порядок городов соответствует порядку их посещения коммивояжёром).

Для программирования амёбы исследователи использовали нейронную сеть, которая включала данные о текущем положении амебы и расстоянии между городами, чтобы осветить определённые каналы. Нейронная сеть была обучена с большей вероятностью освещать города (каналы) с бóльшими расстояниями между ними.

При взаимодействии алгоритма и амёбы последняя принимает форму, которая представляет приблизительные решения задачи коммивояжера. Самое интересное, что количество времени, которое требуется амёбе для получения этих почти оптимальных решений, растёт линейно, хотя количество вариантов решения увеличивается экспоненциально. В ближайшее время исследователи собираются изготовить чипы с десятками тысяч каналов, чтобы амёба могла попробовать решить задачу коммивояжера на сотнях городов.»

 

«Решения «задачи коммивояжера», полученные вычислительной системой на основе амёбы.
Примеры туров коммивояжёра по четырём, пяти, шести, семи и восьми городам, полученные в экспериментах,
где каждый тур окрашен в красный цвет на соответствующих каналах с правого рисунка.
Левые панели показывают переданные светлые изображения начальных состояний»

«Выяснилось, что микроорганизм почти всегда решает эту задачу идеально точно. И скорость принятия решений увеличивается линейно при усложнении задачи, хотя в IT-науке рост вычислительных операций в этом случае должен расти по экспоненте. Это трудно объяснить с позиции науки, поэтому эксперименты продолжаются. Сейчас заказаны пробирки с архитектурой для имитации десятков тысяч объектов-кормушек – интересно наблюдать за поведением амебы при таком лавинообразном усложнении условий задачи.

Ученые пока не совсем поняли механизм, благодаря которому одноклеточному организму удается выбрать кратчайший маршрут, но, если удастся поставить на службу науке таких вот амеб, возможно, они помогут пересмотреть подход не только к существующим алгоритмам вычисления, но и к компьютерным системам безопасности, считают исследователи.»

Научная статья опубликована 19 декабря 2018 года в журнале Royal Society Open Science (doi: 10.1098/rsos.180396).

Для справки: 

Задача коммивояжёра (англ. Travelling salesman problem, сокращённо TSP) — одна из самых известных задач комбинаторной оптимизации, заключающаяся в поиске самого выгодного маршрута, проходящего через указанные города хотя бы по одному разу с последующим возвратом в исходный город. В условиях задачи указываются критерий выгодности маршрута (кратчайший, самый дешёвый, совокупный критерий и тому подобное) и соответствующие матрицы расстояний, стоимости и тому подобного. Как правило, указывается, что маршрут должен проходить через каждый город только один раз — в таком случае выбор осуществляется среди гамильтоновых циклов. Существует несколько частных случаев общей постановки задачи, в частности, геометрическая задача коммивояжёра (также называемая планарной или евклидовой, когда матрица расстояний отражает расстояния между точками на плоскости), метрическая задача коммивояжёра (когда на матрице стоимостей выполняется неравенство треугольника), симметричная и асимметричная задачи коммивояжёра. Также существует обобщение задачи, так называемая обобщённая задача коммивояжёра.

Оптимизационная постановка задачи относится к классу NP-трудных задач, впрочем, как и большинство её частных случаев. Версия «decision problem» (то есть такая, в которой ставится вопрос, существует ли маршрут не длиннее, чем заданное значение k) относится к классу NP-полных задач. Задача коммивояжёра относится к числу трансвычислительных: уже при относительно небольшом числе городов (66 и более) она не может быть решена методом перебора вариантов никакими теоретически мыслимыми компьютерами за время, меньшее нескольких миллиардов лет.

Вы уверены, что все люди видят одни и те же предметы одинаково? А зря!

Этот серьезнейший тест настолько прост, что похож на шутку или фокус. 

Попробуйте проверить себя, своих близких и знакомых и вы лично убедитесь в том, что одни увидят на приведенной ниже фотографии кроссовок — розовый и белый цвета, а другие — бирюзовый и серый.

Вот и получается, что годами общаясь друг с другом, смотря на одни и те же вещи, близкие друг другу люди видят их каждый по-своему, даже не догадываясь о наличии таких различий в своих восприятиях!

А какие цвета видите Вы? 

А ваши близкие?

Спросите свое окружение и Вы будете очень удивлены…

Пользователи интернет-сайтов и социальных сетей до сих пор спорят, какой цвет у различных платьев, шариков, обуви…

Объяснений много, но понимания читателям эти объяснения не добавляют. Попробуем разобраться.

Каждый человек познает Мир методом его проявления исключительно через свои собственные «щели» познания, представляющие собой всевозможные рецепторы его тела, параметры которых отличаются от одного тела к другому.

Первоначально проявленный человеком в виде ощущений фрагмент Мира (в наиболее широком смысле) затем отображается им в виде множества объектов, процессов и явлений.

Можно с уверенностью утверждать, что отображение ранее проявленного у каждого наблюдателя строго индивидуально, т.е. отличается одно от другого! И причин для этого — множество:

  • разлие параметров рецепторов тела;
  • различие параметров Мозга (ума);
  • различие накопленного опыта и знаний (разума);
  • различие интеллекта (совокупность множества качеств ума и разума);
  • и т.д.

Отличия в зрительном восприятии, возникающие у множества наблюдателей принято называть зрительными ИЛЛЮЗИЯМИ. Соответственно,  напрашивается простой вывод, что различное восприятие обуви на фотографии разными наблюдателями — это оптическая иллюзия. 

Ниже я приведу несколько вариантов объяснений данного эффекта, каждый из которых по отдельности или совместно с другими имеет право на существование:

 

Объяснение №1. (Различие алгоритмов коррекции зрительных образов Мозгами различных наблюдателей, неосознаваемые ими)

Люди воспринимают цвета исключительно в контексте их окружения. Это очень важно для обеспечения цветопостоянства, т.е. для того, чтобы  воспринимаемый людьми цвет предмета оставался примерно одинаковым при изменении цвета освещения. Например, глаза человека «видят» (а точнее, мозг отображает) зелёное яблоко зелёным как в середине дня, при белом освещении, так и на закате, когда освещение красное.  Для обеспечения цветопостоянства Мозги людей используют алгоритмы хроматической адаптации, которые были выработаны ими в процессе эволюции для того, чтобы люди могли лучше ориентироваться в пространстве и качественно различать предметы.

Описываемая сейчас зрительная иллюзия проявляется только тогда, когда фотография и цвета на ней расплывчаты, что приводит к тому, что Мозг каждого наблюдателя аппроксимирует (достраивает) увиденные предметы по-разному, основываясь на собственном восприятии освещенности предмета на фотоснимке и применяет для этого известные ему алгоритмы хроматической адаптации. Если Мозг посчитает, что фон обуви темный (вечер или ночь), то наблюдатель увидит обувь в более светлых цветах, а если фон обуви светлый (утро или день), то наблюдатель увидит обувь в более темных цветах.

Важно отметить то, что данная зрительная иллюзия никогда не проявится у наблюдателей, если фотография предмета будет четкая и с ясными цветами.

 

Объяснение №2. (Различие представлений и ожиданий наблюдателей)

Каждый читатель, который любит играть в нарды, неоднократно замечал, что после подбрасывания костей, игрок зачастую способен видеть тот результат подбрасывания, который он желает видеть, а не тот, что выпал реально. Этот пример поясняет, что разные люди воспринимают различные предметы исходя из своих представлений и ожиданий…

 

Объяснение №3. (Различие параметров рецепторов тела у различных наблюдателей)

Как пример — дальтонизм наблюдателя.

 

Этот перечень можно продолжать до бесконечности.

Важно отметить другое. Судя по всему, в самом ближайшем будущем, люди смогут создавать подобные тесты для проведения серьезных диагностик, а не для развлечения, как сейчас.

Читать далее 

Мы все заняты одинаковым бизнесом!

Невзирая на то, что люди занимаются самой разнообразной деятельностью, живут на различных континентах, разговаривают на различных языках и т.д., оказывается, что основной бизнес у них один и тот же!

Мы все — профессиональные инвесторы. 

Каждый день, в течение всей нашей жизни, мы инвестируем самое дорогое, что у нас есть – время, чтобы получить на выходе самое ценное, что у нас только может быть – радость и удовольствие от жизни.

Хотите узнать как выглядят реально работающие обереги?

Obereg

Для справки:

Оберег или Амулет (от араб. حَمَلَ‎— «носить») — предмет, которому приписываются магические силы, способные охранить владельца предмета от разных бедствий.

 

Как защитить своих детей от нежелательного контента в сети?

Социальные сети — серьезная «головная боль» родителей. Ребенок самозабвенно «зависает в интернете», забывая про окружающий мир!

Естественное желание любящих родителей узнать, чем же он так увлечен, но … любая попытка выяснить, что же вызвало у него такой интерес, зачастую, не дает желаемого результата. В таком случае родительское воображение начинает рисовать страшные картины: мой ребенок ищет наркотики?.., попал под влияние религиозной секты?.., или, того страшнее, террористической организации?..

Для организации защиты детей от подобных угроз предназначены так называемые «программы родительского контроля».

Некоторые функции родительского контроля встроены непосредственно в состав операционной системы Windows 10 корпорации Microsoft.

Но функционал коммерческих программных продуктов намного шире, что позволяет наиболее полно осуществлять ненавязчивый контроль над сферой интересов ребенка в сети и избегать конфликтных ситуаций в семье.

Детальную сравнительную информацию о компьютерных программах для «родительского контроля» можно найти по этой ссылке на специализированном сайте.

 

 

Возможно ли изменить Мир без изменения самого себя или еще раз о «манне небесной»

Вот и прошли очередные выборы. СМИ только и говорят о демократии и о свободе выбора.

А большинство граждан уверены в том, что, избрав нового очередного президента (генерального директора) своей страны, они переложат на его плечи решение очень многих задач, которые они решать самостоятельно не желают. 

Но для ПриРоды это неприемлимо и на это есть весомые причины.

 

«…выборы (назначение правителя через процедуру голосования) не является народовластием, а есть всего лишь тщательно замаскированная форма авторитаризма».

«Голосование — простая в реализации и эффективная закрывашка общественных дискуссий. Если вопрос нужно грубо закрыть, получив в результате решение, которое всё равно никто особо рваться исполнять не будет (поскольку дискуссия закрыта и сдана в архив), то голосование — самый эффективный механизм». 

«Свобода — одно из самых старательно оболганных понятий. Ложь о недопустимости свободы базируется на подмене сути и способа применения этого понятия. Каждый раз, когда упоминается свобода, акцент делается на выводе субъекта из-под исполнения обязательств. Это неправильно. Акцент должен делаться на устранение препятствий исполнению обязательств. Свобода — это в первую очередь не «свобода от…», а «свобода для…». 

Александр Масляев 
«Философия информации»

«Многие знают библейскую историю о том, как радовался народ, когда Иисус въезжал на осле в Иерусалим. Как Ему кричали «Осанна!» и бросали под ноги одежду и пальмовые ветви те же люди, которые уже через несколько дней, не дождавшись желанных чудес, дармовой пищи, исцеления и быстрых побед, требовали Его распять.

Эта история свидетельствует о бесполезности, неустойчивости и условности предпочтений и симпатий толпы, которые за считанные дни могут превратиться в раздражение и ярость.

Как и две тысячи лет назад, так и сейчас большинство людей питает надежду улучшить свою жизнь не тяжким трудом, а благодаря чуду. Победить жестоких внешних врагов не ценой единения, сверхусилий и потерь, а странным образом — «убедительными обещаниями» и харизмой очередного лидера.

Миллионы людей продолжают надеяться на решение своих сложных проблем, не прилагая к этому усилий, желают изменить окружающий мир, не желая меняться сами.

Как и две тысячи лет назад, так и сейчас настроение толпы, которая не получила удовлетворения своих прихотей, мгновенно превращается в бешенство и жажду жестокой расправы.

Как и две тысячи лет назад, так и сейчас люди не понимают Христа, пришедшего в этот мир не для того, чтобы развлекать, кормить или лечить, а чтобы дать нам свободу — свободу от греха, дать нам возможность понять смысл собственной жизни, и одержать победу над грязью собственной души, и победу жизни над смертью!..».

Александр Турчинов
Секретарь СНБО Украины

 

Компьютеры созданы для того, чтобы удовлетворять потребности их пользователей в решении поставленных ими задач. Это и управление роботами, и прогнозирование погоды, и симуляция ядерных или термоядерных реакций…  Если же аппаратная и программная части компьютеров представляют собою объекты искусственного интеллекта довольно высокого уровня, то основная задача, которая изначально закладывается разработчиками (создателями) подобных компьютеров в базовые алгоритмы их функционирования заключается в необходимости постоянного РАЗВИТИЯ (самосовершенствования, саморазвития, самообучения) компьютеров: и аппаратного, и программного, т.е. в постоянном развитии их вычислительных («мыслительных») способностей, которые обеспечивают эффективное осуществление процессов обработки информации и в расширение ими накопленных в процессе познания знаний…  И если вдруг компьютеры становятся своеобразным «тормозом» для их пользователей при решении поставленных ими задач, то вариантов дальнейшего развития событий всего два — либо компьютер заменяется пользователем целиком на более совершенный, либо его разработчики (создатели) будут вынуждены откорректировать базовые алгоритмы его функционирования или заменить компьютер на более совершенный.

У людей все обстоит аналогичным образом. 

В зависимости от возможностей своего тела и места своего проживания, каждый человек постоянно решает предназначенные исключительно для него специфические задачи, обязательное условие при решении которых – наличие его САМОРАЗВИТИЯ: и физического, и интеллектуального, т.е. развитие им своего УМА (совокупности его «мыслительных» способностей), расширение им своего РАЗУМА (накопленных в процессе познания «опыта и знаний», т.е. своего сознания) и, как следствие, усиление им своего ИНТЕЛЛЕКТА (совокупности всех качеств УМА и всех качеств РАЗУМА)…

Без выполнения этих требований, жизнь человека теряет всякий смысл, так как человек отдаляется от тех целей, которые поставлены перед ним Природой (Создателем) и, соответственно, человек становится не нужен Природе (Создателю) для их достижения… Финал этого пути понятен каждому…

Поэтому, самое важное, чего стоит добиваться в земной жизни каждому человеку, так это полной «свободы для» получения возможности улучшать свою жизнь самостоятельно, т.е. своим собственным трудом, каких бы сверхусилий это не требовало бы от каждого из нас. 

P.S.

Изображение в начале данного поста представляет собою изображение картины кисти выдающегося советского авиаконструктора, физика-теоретика и философа Роберта Ороса ди Бартини. Это глубокие раздумья человека о его земной миссии и смысле бытия.

Дополнительные статьи, позволяющие более глубоко вникнуть в описываемую проблематику:

    1. Так образовался весь мир. Роберт Орос ди Бартини
    2. Два слова о свободе выбора или Куры на насесте
    3. Некоторые элементарные мысли о природе вещей. Роберто Орос ди Бартини.
    4. Философия измерения «интеллекта»
    5. Короткие истории о поиске людьми смысла своей жизни
    6. Взгляд на «нашу» природу «не из мира сего». Поиск смысла бытия
    7. Если вам кажется, что вы живете в худшем из миров, то эта статья дадена вам «для подумать»
    8. Что такое «ощущение земного счастья» и зачем стремиться к достижению этого состояния
    9. «Поиск смысла жизни для человеческого существа»

 

Человеческие существа как чья-то функция восприятия

Не люди придумали (создали, сотворили) человеческое существо, соответственно, люди представляют собою результат чьей-то иной деятельности. Верующие называют нашего создателя — Богом, Аллахом, Творцом, Создателем…; атеисты — Природой, Вселенной, Мирозданием…;  философы — панпсихизмом…

Попробуйте ответить на несколько простых вопросов:

  • Каким основным способом астрономы изучают макрообъекты (планеты, звезды, астероиды, кометы…)?
    • они изучают их смотря на них через линзы телескопов….
  • Каким основным способом микробиологи изучают микрообъекты (бактерии, вирусы и т.д.)?
    • они изучают их смотря на них через линзы микроскопов …

Все устройства, перечисленные выше, сегодня уже  могут работать и без стеклянных линз, так как уже появились радиотелескопы, электронные микроскопы, приборы ночного видения, рентгеновские аппараты и многие иные приборы, но сути это не меняет, просто «линзы» научились создавать на основе новых принципов и изготавливать на основе новых технологий.

  • Каким основным способом Человек изучает окружающий его Мир?
    • он изучает его смотря через линзы своих двух глаз, глядя в них откуда-то «изнутри черепной коробки».

Не стоит ловить автора «на слове». В голове человека, конечно же, никакие Сущности не «сидят» и не «живут».  Тот, кто «смотрит изнутри» нас через наши глаза на вещественный Мир, находится вне нашего тела… Для примера, посмотрите своими глазами на нашу планету из МКС (международной космической станции) в режиме реального времени. Невзирая на то, что ваше бренное тело (включая ваши глаза) в момент просмотра будет находиться на поверхности планеты  Земля,  это нисколечки не помешает вам смотреть на планету из космоса.

Очень похоже на то, что наши тела представляет собою не что иное, как «инструмент» восприятия, используемый некой Сущностью (основным пользователем нашего вещественного тела) для:

  • создания своего РАЗУМА (Сознания) для обеспечения своих информационных потребностей;
  • производства ЭНЕРГИИ (Эмоций) для обеспечения своих энергетических потребностей;
  • материализации своих идей (задумок) в вещественном Мире.

Стоит отметить, что все перечисленные выше процессы происходят одновременно, так как все свои восприятия люди окрашивают своими эмоциями, вследствие чего, все формируемые людьми Мысли (основной контент их сознания) представляют собою информационно-энергетические образования.

Внимательно всматриваясь в глаза людей мы смотрим в свою Суть, в свое «Я», в свою Сущность, в своего Создателя…

P.S.

Дополнительные статьи, позволяющие более глубоко вникнуть в описываемую проблематику:

    1. Взгляд на «нашу» природу «не из мира сего». Пользователи
    2. Осознание самого себя как основного Пользователя своего вещественного тела
    3. Краткая философия сознания 
    4. MKC oнлaйн тpaнcляция c opбиты в peaльнoм вpeмeни
    5. «О предназначении человеческих существ»

 

Для справки: 

Панпсихизм (от др.-греч. παν- — всё- и ψυχή — душа или сознание) — представление о всеобщей одушевлённости природы.

Жизненный цикл— период времени от момента принятия решения о необходимости создания объекта его Создателем и до момента полного изъятия объекта из эксплуатации.