
工程师有时向大自然寻求灵感。冷泉港实验室副教授Saket Navlakha和研究科学家Jonathan sun发现,调节算法——互联网优化数据流量的反馈控制过程——被几个自然系统用来感知和稳定行为,包括蚁群、细胞和神经元。

互联网工程师将数据以小包的形式传送到世界各地,这与蚂蚁的行为类似。正如Navlakha解释的那样,“这项工作的目标是将机器学习和互联网设计的想法结合起来,并将它们与蚁群觅食的方式联系起来。”
蚂蚁在寻找食物时使用的算法与互联网工程师使用的算法相同。起初,蚁群可能会派出一只蚂蚁。当蚂蚁返回时,它会提供关于它得到了多少食物以及花了多长时间得到食物的信息。然后蚁群会派出两只蚂蚁。如果它们带着食物回来,蜂群可能会派出3只,然后4只,5只,以此类推。但如果派出10只蚂蚁,而大多数没有返回,那么蚁群不会将派出的蚂蚁数量先减少到9只。相反,它立即将发送的蚂蚁数量大幅削减,比如减少一半——只有5只蚂蚁。
换句话说,当信号为正时,蚂蚁的数量会慢慢增加,但当信息为负时,蚂蚁的数量会急剧减少。Navlakha和sun指出,这样即使单个蚂蚁迷路了,该系统也能工作,并且与互联网上使用的一种特定类型的“加法-增加/乘法-减少算法”并行。

Suen认为,蚂蚁可能会激发新的方法来保护计算机系统免受黑客或网络攻击。工程师们可以模仿大自然如何抵御一系列对健康和生存能力的威胁。Suen解释说:“自然界已经被证明在很多方面对不断变化的环境做出了令人难以置信的强大反应。在网络安全方面,我们发现我们的很多系统都可以被篡改,很容易被破坏,根本不坚固。我们想看看大自然,它在各种自然灾害、进化、变化中都能生存下来,并从大自然如何动态地改变其系统以生存中学习到很多东西。”
虽然Suen计划将自然界的算法应用于工程项目,但Navlakha想看看工程解决方案是否可能为理解基因调节和免疫反馈控制提供替代方法。Navlakha希望,“一个领域的成功策略可以让另一个领域也得到改进”。
(独家编译:科幻世界)
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