Нейронные сети мух-дрозофил способны решать распределенные вычислительные задачи намного эффективней, чем современные компьютеры.

Муха дрозофила


Растущие нейронные сети личинок фруктовых мух, дрозофил, оказывается, могут решать задачи распределенных вычислений, постоянно перераспределяя сигналы от щетинок-сенсоров самым эффективным способом. Ученые, которые наблюдали за ростом этих щетинок и формированием нейронных сетей, утверждают, что, используя схожие методы, они могут рассчитать и создать новые высокоэффективные типы компьютеров и коммуникационных сетей. Это не первый раз, когда мы видим, что насекомые могут решать вычислительные задачи, к примеру, пчелы, но дрозофилы в настоящее время делают это лучше и быстрее других.

Известно, что распределенные вычисления реализуются на множестве отдельных процессоров, совместно работающих над одной задачей. Некоторые из этих процессоров являются главными, они сами не выполняют вычисления, а занимаются только диспетчеризацией, сбором и передачей информации и результатов от одного процессора к другому. Разбиение множества процессоров на группы и назначение для каждой группы своего процессора-диспетчера является одной из самой больших проблем в организации параллельных вычислений, но, миллионы клеток нервной системы мух делают это автоматически и эффективно, организовывая сеть таким образом, что количество клеток-диспетчеров стремиться к идеальному минимуму. "Такая организация нейронной сети является лучшей организацией, чем все, что придумали люди. Это - очень простое и интуитивно понятное решение проблемы" - рассказывает Ноге Алон (Noga Alon), математику и программисту в Тель-авивском университете и Институте специальных исследований в Принстонском университете.

Нейронная сеть мухи


Щетины, покрывающие тело мухи-дрозофилы являются ее органами чувств и обоняния. Развиваясь, нервные клетки самоорганизуются в единую сеть, выбирая по количеству передаваемой информации, кому из них предстоит стать диспетчером. Используя явление флюоресценции и соответствующую краску, ученые смогли наблюдать процессы формирования сложнейших нейронных сетей, которые занимали всего три часа времени.

После этого был разработан алгоритм, основанный на методе самоорганизации нервных клеток, применение которых показало большую эффективность при организации вычислительных и коммуникационных сетей, не имеющих постоянного количества узлов и их положений. К таким сетям можно будет отнести сети датчиков экологического контроля, рои миниатюрных роботов и многое другое.




Ключевые слова:
Нейронная, Сеть, Нервная, Клетка, Параллельные, Вычисления, Процессор, Диспетчер, Информация, Муха, Дрозофила

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Быстродействующие оптические системы могут заменить суперкомпьютеры в систе ...
  • Компания IBM приступает к созданию первого в своем роде нейроморфного супер ...
  • Оптические нейронные сети - основа сверхбыстрых и сверхмощных систем искусс ...
  • Нейронные сети компании Google разработали свою собственную систему шифрова ...
  • Ученые вырастили искусственный "мозг", способный управлять симулятором ре ...




  • 18 января 2011 07:32
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3870
    Людям еще учиться и учиться у природы некоторым вещам.


    --------------------
        
    18 января 2011 10:32
    #2 Написал: ManoWar

    Публикаций: 514
    Комментариев: 235
    Ждем появления компьютеров-мух, ос, пчел .... wink
        
    18 января 2011 12:28
    #3 Написал: zz_tyk

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Всё у природы тырим, удивляемся организации её элементов, получаем нобелевки, но, тем не менее, всё ещё кто-то бредит "эволюцией" и "большим взрывом"... wink
        
    18 января 2011 15:38
    #4 Написал: Kos

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    zz_tyk,
    А кто-то думает что может существовать хаос, отсутствие закономерностей и законов... Хаос относителен. Порядок вещей относителен. am
        
    18 января 2011 16:35
    #5 Написал: RaVeN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    Природа - такая же эволюция. Она бы тоже охренела, если бы поняла использование лазеров или атомной энергии. В конце-то концов - мы сами вершина ее эволюции.
    А остальные пусть бредят "высшей силой" и судьбой.
        
    18 января 2011 19:06
    #6 Написал: zz_tyk

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Kos, закономерности есть абсолютно во всём!
    -------------------------
    RaVeN, для пояления win7 трудилась целая толпа образованных разрабов - трудилась профессионально и целенаправлено (и то глючит и что-то вечно надо подстраивать и фиксить; техподдержка до 2015г. - слава человеку!).
    А вот Вселенная якобы сама образовалась, сама настроилась на оптимум работы (чтобы не пыхнуть разом, но и не остыть) и сама же поддерживает миллиарды лет этот режим и работает как часики без чьего-либо вмешательства, начиная от известных субатомных частиц до звёзд/галактик, и от вирусов до homo sapiens ;))
    Тут даже не надо вообще никакого образования, тупо логику включить и всё.
        
    18 января 2011 19:21
    #7 Написал: RaVeN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    zz_tyk,
    1) Образовалась разом. Ну, нам не известно, насколько мал шанс образования вселенной(если их множество и они параллельны) Может, вселенная - редкость, а может, их бесконечность.
    2) Настроилась на оптимум. И в чем же оптимум? Звезды гаснут, взрываются, недонашиваются(газовые гиганты), снова какая-то фигня происходит. Благо, все это уравновешивается гравитацией, да и то, эта гравитация создает столкновения планет, комет, звезд, галактик. Хреновые часы, ничего не скажешь.
    А субчастицы - странная штука. Кварки интересны, но еще малоизучены. Тем не менее, нет причин отрицать что они не хаотичны. Кто, знает, может, "Анархия - мать порядка"?
    3) Вирусы появились позже бактерий, ну да ладно.
    А гомо сапиенс!, слава тебе, после 15 массовых вымираний ты появился и эволюционировал. Теперь жди 16-го или спасай нашу нестабильную планетку, создавай разнообразные программы дабы не повторились случаи, подобные предыдущим 15-и.

    Логика подсказывает, что нам просто повезло. Или же, ей, Библия, Коран, почему вы забыли о динозаврах, а? Или о 4-х миллиардах лет до людей. Видимо, это было не важно. Нафиг историю.

    Хотя, это ведь неполиткорректный вопрос, а интерпритация наталкивает на вредные мысли. Меня ведь помидорами забросают.

    Если вселенная - Виндовс, то:
    1) В нем постоянно бродят вирусы - кометы.
    2) Через некоторое время все программы перестают работать.(гаснет звезда)
    2.1) Порой ВНЕЗАПНО программа калечит сама себя - столкновения планет.
    3) Порой случается такой непонятный баг, что рождает неостановимый вирус, уничтожающий все программы одна-за другой. Антивируса нет.(Черные дыры)
    4) Иногда соседние директории обьединяются в одну без сохранения исходных файлов (галактики столкнулись)

    Логика: Ну нафиг такую винду.
        
    18 января 2011 19:37
    #8 Написал: Kos

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    zz_tyk "сама настроилась на оптимум работы (чтобы не пыхнуть разом, но и не остыть)" Вы сами установили какие критерии оптимума работы Вселенной??? belay

    Это всё субъективно, объективной логики у вас нет. Измерение и оценка чего либо невозможно без точки отсчета. Пусть для вас этой точкой будет факт "закономерности есть абсолютно во всём!" и ваш мозг и "душа" не исключение как и любой разум, вы тоже "как часики", каждое ваше решение это следствие полученной вами информации из окружающего мира и вашей ДНК. Нельзя создать что-то из ничего (закономерность) и разуму тоже нужна информация и материал чтобы что-то создать. smile

    А знать буквально всё означает что разум содержит в себе всю информацию о Вселенной, а значит он знает, что будет в каждый момент времени с Вселенной в будущем, у него в голове "живая" Вселенная, что само по себе усложняет теорию дублируя Вселенную и звучит бредово... winked

    Разум следствие Вселенной, а не её причина, он входит в состав Вселенной и не может существовать за её приделами.
        
    18 января 2011 21:47
    #9 Написал: zz_tyk

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    1)Да, давайте разберёмся хотя бы со своей Вселенной, куда уж до параллельных... ;)
    2)То есть вы уже открыли, что звёзды должны гореть вечно? "Они взрываются..." И что? Плохо? Хм... Плюсы этого процесса, на вскидку - если бы они не взрывались - прощай тяжёлые элементы. Убери из нашей планеты тяж.мет. - вот тогда буду минусы. "И в чем же оптимум" Оптимум - то, что звёзды горят миллиарды лет - значит, всё работает как надо. Наша планета существует и мы на ней живём "миллиард" лет - значит, всё работает как надо. Случайно? К примеру, наше Солнце остыло - нет жизни, взорвалось - нет жизни. Само так настроилось?
    Опять случайно?
    3)Какая разница, что там первое, не об этом раговор.
    Не понял причём здесь динозавры и Библия? Вообще-то Библия - не хрестоматия по биологии, и создание динов или биомеханизм мышечного сокращения там не описаны.
    4)Сравнение не корректное - вирусы и кометы/ч.д. - как кометы/ч.д. нарушают работу всей Вселенной? А вот вирью ось завалить/нарушить раз плюнуть. Где написано, что ч.д. - это для Вселенной плохо? Какая-нить ч.д. конкретно нашей планете сделала что-нить плохое? Раз они миллиарды лет были, и Вселенная ещё существует - значит всё как надо настроено и чётко работает. (А сколько раз ты ось уже переустанавливал (себе и другим)? И, видимо, из-за вирья или сбойной работы... ))
    + С каждым днём всё больше данных, что ч.д. - неотъемлемая часть той же галактики - в центре очень массивный, компактный объект, вокруг которого всё и вертится! Это представить трудно, если бы нужно было создать такой массив, но не сжать его!! А так, пожалуйста - массивный и компактный супермагнит! Опять случайно заложен такой механизм компактификации материи? И это ещё совсем не изученный объект, а уже есть плюсы от него...
    -------------------------------------
    В биохимию, микробиологию и физиологию человека я уже не полезу...
    -------------------------------------
    Kos, про "в голове "живая" Вселенная" действительно бред. Что ты хотел сказать?

    Сначала была Вселенная, потом мы. Сделали микроскоп + телескоп + БАК и теперь её изучаем. Ничего у нас всей вселенной нет...
        
    19 января 2011 00:27
    #10 Написал: Gromila555

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    да... высокие материи
    для того чтобы судить о далеком и сложном нужно изучить и понять то, что под ногами, а то ядерную бомбу создали, а с отходами до сих пор носимся, при том, что другой планеты пока не открыли
        
    19 января 2011 02:52
    #11 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    zz_tyk,
    А откуда уверенность, что все оптимально? Например можно предположить условия на земле оптимальными, но не всем оптимально живется, например чукчи в тяжелых условиях и живут намного меньше и тяжелее остальных, они просто терпят и все, хотя есть более оптимальные для жизни и развития места.
    А если все совсем не случайно, то почему мы такие приземленные ограниченные и слабые и сделаны материальными на земле? И почему ко всему надо применять придуманную причинно-следственную логику? Лучше спорить о чем нибудь другом smile
        
    19 января 2011 04:36
    #12 Написал: Academon

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    zz_tyk
    Говорите "Тут даже не надо вообще никакого образования, тупо логику включить и всё" ?
    Десятки миллионов людей с самым высоким на планете айкью учатся десятилетиями, и то сомневаются в тех или иных аспектах и законах Мира.
    А 3 миллиарда самых заурядных людей открывают тонюсенькие книжицы, включают элементарную логику и вуаля - мире больше нет вопросов, всё создано и разговор закрыт??? lol

    О чём можно с вами говорить, уважаемый...
        
    19 января 2011 06:04
    #13 Написал: zz_tyk

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Academon, в медуниверситете мало тонюсеньких книжек smile, так что мне есть что сказать про сложные объекты типа "человек". И я не говорил, что разговор закрыт (читайте внимательно!). Я, наоборот, написал - "Сделали микроскоп + телескоп + БАК и теперь её изучаем."
    Про чукчей (и всех с тяжёлыми условиями жизни) - а что мешает их/нас переселить в более благоприятные места? Денег нет - тут человек сам виноват - тратит силы и средства куда угодно (война, воровство, по*уизм чиновников, или вот такой пример: http://s50.radikal.ru/i128/1101/37/d4ce1dbe9b2b.jpg). Мало места? - чушь, опять же нет средств (и желания) их осваивать... Да и лень банальная! )) Мы сами себе такую жизнь устроили, так что нечего на кого-то там валить...

    "почему мы такие приземленные ограниченные и слабые и сделаны материальными на земле" - в чём ограниченность и слабость здорового 30-летнего мужчины? Что он не может подпрыгнуть на 10метров? Или ты хочешь собрать в человеке все [+] от других животных?! Ну и что тогда получится? В любом "BBC-ишном" сериале человек всегда называется [универсальным] - если мы чего-то не можем достичь, то при помощи нашего мозга разрабатываем механизмы, помогающие нам в достижении результата. (думаю, споров не будет, что мозг человека самый сложный объект известной нам вселенной?). Кстати, чтобы немного почистить человеческую популяцию от "приземленные ограниченные и слабые" - не ходите в больницу и детей не водите; Слабо? И вообще медучреждения надо закрыть - через сто лет будут сплошь бодрячки бегать (из какой-нить Нигерии), т.к. всякие курящие, бухающие, не занимающиеся физкультурой "рахиты" вымрут.

    "сделаны материальными на земле" - эээ...;// Хочешь воздушным шариком стать?
        
    19 января 2011 15:58
    #14 Написал: RaVeN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    1) Ты увильнул. Я как раз и говорю, что нам неизвестны шансы на "удачу" в зарождении разумной жизни. Вполне вероятно, они не слишком малы по глобальным меркам. И "оптимумы" - сплошь и рядом.
    2) Хах. Ты подключил субьективное восприятие, а не обьективное. Для нас миллиард лет - невероятное время, для вселенной же - не слишком. Жизнь человека длится слишком короткую долю жизни Вселенной, чтобы он мог оценить "на себе" ее стабильность/оптимум.
    3) Обычно, отрицание Большого взрыва означает, что кто-то зачем-то невидим однажды создал Землю и т.д. Или у тебя иная точка зрения? Мне казалось что именно такова, если нет - озвучь.
    4) Миллиарды лет для вселенной - кто знает, три дня для нас, как ты оценишь ее стабильность? (Пример:Для собак ведь тоже 70 лет жизни - огромный строк, но не для нас.
    Для собаки(нас), время, за которое она застает человека(вселенную) коротко. И мы не осознаем при жизни значительную часть ее природы.)
    Вот и оцени, не имея полной картины, если хозяин - охотник, или бухгалтер. Собака не осознает разницы и не поймет что лучше, что правильнее. Оптимум - неприемлемое понятие без "точки отсчета" или "стандарта".
    + Когда в ванной водоворот начинается, крайние части воды это не затрагивает поначалу. То же самое. Для тех, кто не в центре - все чудно, но "все там будем".
        
    19 января 2011 17:20
    #15 Написал: tarius

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    я думаю zz_tyk имел ввиду что физические законы позволяют существовать вселенной, они никогда не меняются, и именно с такими законами может существовать и взаимодействовать энергия и материя, что суть одно и то же в принципе
    по поводу жизненных форм вообще отдельная тема, пока никто не смог ни объяснить почему она существует ни создать ее. По известным нам законам физики жизнь это абсурд, все стремится к энтропии, а жизненные формы наоборот ее преодолевают. Почему и как объяснений пока нет. С точки зрения физики человек это куча атомов. И получается если иметь возможность рассчитать положения и законы взаимодействия всех атомов вселенной, то можно обладать абсолютным знанием, знать что произойдет как через секунду, так и через миллион лет.
        
    19 января 2011 17:45
    #16 Написал: RaVeN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 169
    tarius,не знаю к кому ты, поэтому просто отвечу.
    1) Законы меняются. Было доказано, что много-много лет назад скорость света была чуточку больше. Не факт, что остальные законы тоже не изменились со времени начала.
    2)Раньше предполагалось, что органические вещества - чудо, но они обнаруживаются в больших количествах во Вселенной. А на разные эксперименты у Земли было 1.5 млрд лет уж точно. При комбинации множества случайных факторов, шанс был. Никто не смог создать жизнь, но это не значит, что она не смогла сама зародиться. Когда-то никто не мог полететь в космос. :)
    3)
    И получается если иметь возможность рассчитать положения и законы взаимодействия всех атомов вселенной, то можно обладать абсолютным знанием, знать что произойдет как через секунду, так и через миллион лет.

    Если не ошибаюсь, так и считал Ейнштейн. :)
    Увы, квантовая теория ломает это предположение хотя-бы неопределенностью Гейзенберга,не говоря уже об возможной нелокальной природе реальности.
        
    21 января 2011 21:36
    #17 Написал: Vlamir

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Дрозофилы ещё умней, чем только что выяснили ученые.
    Я с дрозофилами дружу уже лет двадцать. С тех пор как занялся виноделием.
    Ну и выпивохи же они. Только поставлю вино со свежего урожая – они тут как тут!
    Пролезают даже под крышки ведер, лишь бы пососать спиртного. Тут же норовят и размножаться. Жизнь то у них короткая – всего десять дней.
    Но меня давно интересует другой вопрос продолжения их рода.
    Ведь зимой им кормиться нечем, и они, по-видимому, зимой не размножаются. Но я иногда замечаю одну-две одиноких мушки, которые залетают на сладкие отходы (кожурки от яблок, капли варенья на стенках невымытой ещё посуды и др.).
    Поскольку я о нейронах, аксонах, дендритах, синапсах и различных рецепторах знаю не понаслышке, то я осмелюсь предположить, что на долгий зимний период дрозофилы оставляют хранителей рода. Таких своего рода мудрых долгожителей, которые точно знают, когда и что можно, а когда нельзя.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.