Naturlig datoranvändning hänvisar till alla typer av datorteknik som använder material eller inspiration från naturen. Exempel på naturlig datoranvändning inkluderar att utveckla artificiella neurala nätverk som anpassar sig till förändringar och att designa kvantdatorer som potentiellt kan vara många gånger kraftfullare än nuvarande datorer. Naturlig datoranvändning kan också syfta på att skapa konstgjorda ämnen som efterliknar dem i naturen.
Det finns ett antal beräkningsfält som använder idéer från naturen för att skapa mer effektiva lösningar på problem. Vissa datorer utvecklas också i början av 21-talet för att använda naturliga material, såsom vissa molekyler, för att utföra snabbare och mer effektiva beräkningar. Dessa tekniker är alla former av naturlig beräkning, eftersom de inte skulle existera utan detaljerad kunskap om hur naturliga system fungerar.
Naturlig datoranvändning kan också syfta på att försöka konstruera konstgjorda organismer som beter sig som naturligt förekommande system. Dessa inkluderar att försöka bygga system som kan utföra processer som genreglering, vilket är viktigt i levande organismer. Ett annat exempel är självmontering, vilket hänvisar till system som kan organisera sig från ett oorganiserat initialtillstånd.
Neurala nätverk, till exempel, används ofta av datorprogrammerare som vill att ett program automatiskt ska bli mer effektivt med tiden. Dessa är baserade på de strukturer som finns i naturligt förekommande neurala nätverk, som de som finns i neuroner i hjärnan. Genom att använda enkla versioner av systemen som finns i naturliga neurala nätverk kan datorprogrammerare göra sina program mer anpassningsbara till ny information. Från och med 2011 kommer artificiella neurala nätverk inte i närheten av komplexiteten hos naturligt förekommande neurala nätverk, men de kan fortfarande vara användbara.
Ett annat exempel på naturlig beräkning är att undersöka hur man bygger en kvantdator. Tanken är att istället för moderna datorer, som utför beräkningar baserade på de binära tillstånden 0 eller 1, skulle en kvantdator teoretiskt sett kunna använda många fler tillstånd. Detta kan leda till mycket snabbare datorer. Även om man tror att en kvantdator fortfarande är långt borta, från och med 2011, verkar det inte finnas någon vetenskaplig anledning till varför den inte kan uppnås när tekniken väl har blivit tillräckligt avancerad.
Det finns en mängd andra exempel på naturlig datoranvändning. Dessa inkluderar design av artificiellt liv, robotik och evolutionära beräkningar. Svärmintelligens, som är en typ av system som efterliknar stora grupper av djur som myror, kan också vara viktigt i framtiden. Det har ett antal potentiella tillämpningar, särskilt när man försöker förutse framtida händelser.