一个受单细胞有机体启发而设计逻辑门的模型

自然现象和生物机制可以成为科学家开发数学方法、计算机系统和机器人的巨大灵感来源。 在过去的几十年里，通过引入许多迷人的生物启发计算技术和系统，研究一再证明了复制在自然界中观察到的行为的价值。

作为一种解决复杂数学问题的手段，一种引起特别注意的行为是Physarum Polyce头，一种单细胞黏液霉菌，在研究生物现象时经常被用作模型。 在过去，复制这种特定单细胞有机体的行为已被证明有助于解决不同的图形相关和组合问题。

在先前研究结果的启发下，色雷斯德谟克里特斯大学和英格兰西部大学的研究人员开发了一个设计逻辑门的模型，该模型的部分灵感来自P.polyce头的行为。 他们的论文最初发表在ar Xiv上，不久将在国际非常规计算杂志上发表。

我们的工作旨在设计一个不那么复杂的基于元胞自动机的模型来模拟P.聚头脑的计算能力。 D.学生谁进行了这项研究，告诉技术Xplore。 “最终目标是设计更有效的生物启发算法来解决困难的计算问题。”

Tsakalos及其同事开展的这项研究建立在该小组先前研究物理激发的计算工具和机器学习技术的工作基础上。 研究人员设计逻辑门的新技术体现了元胞自动机(CA)的原理，这是一类经常用于解决计算机科学、数学和物理问题的离散模型。 将CA的特征与机器学习技术相结合，形成了一个反映P.多头脑行为的鲁棒计算模型。

另一位博士说：“我们的模型在每个应用规则的地方使用强化学习，以了解通往最终目的地的适当路径是什么。” D.名学生参与了这项研究，告诉TechXplore。 “与以前开发的技术相比，其主要优点是简单、能够学习和提供随机不同的结果，这是在实际生物实验中发现的。

由Tsakalos，Dourvas和他们的同事介绍的简单方法可以用来模拟各种生物的行为.. 在他们的研究中，研究人员应用了P.polycleum，并测试了它在模拟环境中设计逻辑门的性能，在模拟环境中，模型必须识别含有食物来源的迷宫中的最小路径。

参与这项研究的英格兰西部大学的研究员Michail-Anisthenis I.Tsompanas博士告诉Tech Xplore说：“这项研究最有意义的成就是成功地模拟了Physarum Polyce头的行为，从而模拟了计算能力。 这一模型的灵感来源于元胞自动机固有的并行性，但由于学习自动机的随机性和相应的学习能力，它们对复杂物理现象进行充分模拟的能力得到了进一步的丰富。

由Tsakalos、Dourvas、Tsompanas及其同事设计的生物启发计算技术在许多模拟场景中表现得相当好，有效地模拟了逻辑门。 在未来，它们的模型可以应用于各种高度复杂的数学和计算问题。 它也可以适应复制其他生物和生物现象的行为。

他说：「我们认为，所提出的生物启发模型可作为进一步研究的有效工具，用以模拟其他甚至更复杂的生物的行为，并解决类似的图示问题。」 主持这项研究的色雷斯德谟克里特斯大学的研究员西拉库利斯告诉TechXplore。