Vad är bio-inspirerad datoranvändning?

Bioinspirerad datoranvändning, eller biologiskt inspirerad datoranvändning, är ett sätt att utveckla datorsystem genom att hämta idéer från den biologiska världen. Det omvända är också sant, eftersom datavetenskap används för att modellera och utforska biologiska system, och dessa två tillvägagångssätt för bioinspirerad datoranvändning kan också interagera. Organiska datorsystem inspirerade av naturen kan vara självorganiserande nätverk som kan anpassa sig. Bioinspirerad datoranvändning tar också ett nytt tillvägagångssätt för artificiell intelligens, och konstruerar enkla system som kan utvecklas till mer komplexa. Populationer av oberoende agenter kan bilda en intelligens tillsammans, arbeta på sätt som liknar beteendet hos bin eller myror, och datoralgoritmerna som simulerar detta kallas svärmintelligens.

Området för bioinspirerad datoranvändning samlar forskare från många discipliner, inklusive biologi, datavetenskap, fysik, matematik och genetik. Biologiska system har många fördelar jämfört med datorsystem, eftersom de använder mycket mindre energi, kan överleva fel och till och med kan läka. Många av idéerna hämtade från naturliga processer har tillämpats på maskininlärning, vilket leder till nya utvecklingar inom artificiell intelligens. Autonoma robotar, som kan reagera och anpassa sig till sina miljöer, kan ha många fördelar när de arbetar i områden som krigsområden och farliga saneringsoperationer. Populationer av många små robotar kan användas för att utföra uppgifter som pollinering av grödor.

Bioinspirerad datoranvändning har tillämpats inom området kognitiv modellering, med utvecklingen av artificiella neurala nätverkssystem baserade på nervfunktion i hjärnan. Datachips har utvecklats som kan lära sig, utvecklas och arbeta som en grupp. Länkade av självorganiserande trådlösa anslutningar kan de skapa ett system som är idealiskt lämpat för att modellera komplexa problem som uppstår från många enkla faktorer kombinerat. Eftersom chipsen kan konfigurera om sig själva och lära sig, tar detta bort behovet av att ladda program och operationer kan fortsätta snabbare. Sådana system kan hjälpa till att förstå spridningen av idéer genom en befolkning, eller skapa en modell av hjärnans funktion som liknar verkliga biologiska processer.

Naturlig beräkning forskas som involverar användning av DNA. Bioinformatikforskning tyder på att DNA-strängar kan användas för att lagra data, koda hemliga meddelanden eller till och med för att beräkna. DNA-molekyler kan också sättas ihop till användbara strukturer.

Biologiska delar skulle potentiellt kunna konstrueras och användas för att ersätta hårdvara inuti datorer, fungera som switchar, processorer, timers och andra enheter. Vissa biologiska molekyler används redan i elektronik. Det kan till och med vara möjligt att programmera celler inuti kroppen för att utföra uppgifter som läkemedelsutsöndring.