Біокомпьютинг (або квазібіологічна парадигмаБиомолекулярные нейросетевые устройства, 1.4. Квазибиологическая парадигма обработки информации) ( — біологічний напрям в штучному інтелекті, що базується на розробці і використанні комп'ютерів, які функціонують як живі організми або містять біологічні компоненти, так звані біокомп'ютери.
Родоначальником біологічного напрямку в кібернетиці є У. Мак-Каллок, а також більш пізні ідеї М. Конрада, які привели до створення напрямку — біомолекулярна електроніка . На відміну від розуміння штучного інтелекту по Джону Маккарті, коли виходять з положення про те, що штучні системи не зобов'язані повторювати в своїй структурі та функціонуванні структуру та процеси, які в ній відбуваються, що властиво біологічним системам, прихильники даного підходу вважають, що феномени людської поведінки, здатність людей до навчання та адаптації, є наслідком саме біологічної структури і особливостей її функціонування .
Часто квазібіологічній парадигмі протиставляють розуміння штучного інтелекту по Джону Маккарті, тоді говорять про:
висхідне ( ІІ, на якому базується квазібіологічна парадигма низхідне ( ІІ — створення експертних систем, баз знань і систем логічного висновку, що імітують високорівневі психічні процеси, і, як правило, говорять про раціональний ШІ.
«Парадигма фон Неймана» vs. «Квазібіологічна парадигма» Парадигма фон Неймана є основою переважної більшості сучасних засобів обробки інформації. Вона оптимальна, коли вирішуються масові завдання досить низької обчислювальної складності.
Квазібіологічна парадигма сьогодні за своїм змістом і можливим додаткам значно потужніша, ніж первинний підхід Маккаллох і Пітса. Вона знаходиться в процесі розвитку і вивчення можливостей створення на її основі ефективних засобів обробки інформації.
К. Заенер і М. Конрад сформулювали поняття про індивідуальну машину, на противагу універсальному комп'ютеру «фон Неймана». Дане поняття базується на наступних положеннях:
Універсальна машина не може вирішувати будь-яку проблему так само ефективно, як машина спеціально сконструйована для її вирішення; Жорстка програма передбачає послідовне виконання операцій, тобто. неефективне використання обчислювальних ресурсів; Програму легко зруйнувати, якщо ззовні ввести випадкові зміни. Тому неможливо крок за кроком вносити малі зміни і поступово змінювати структуру програми.
Тому головні особливості індивідуальної машини такі:
Фізична структура машини визначає вирішення конкретного завдання; Еволюція машини після введення керуючих стимулів призводить до такого стану і / або структурі машини, які можуть бути інтерпретовані як розв'язок шуканого завдання
Напрямки в дослідженнях Біокомпьютінг дозволяє вирішувати складні обчислювальні задачі, організовуючи обчислення за допомогою живих тканин, клітин, вірусів і біомолекул. Часто використовують молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти, на основі яких створюють ДНК-комп'ютер. Крім ДНК, як біопроцесор можуть використовуватися також білкові молекули і біологічні мембрани. Наприклад, на основі бактеріородопсинмісних плівок створюють молекулярні моделі перцептрону.
Біомолекулярна електроніка Штучні нейронні мережі Еволюційні обчислення Нейрокомп'ютер (частково)
Примітки
Див. також Модель мозку Blue Brain Project Наноробот ДНК-комп'ютер Нейрокомп'ютер Перцептрон Біоніка
Посилання