Японские учёные уже давно известны своей изобретательностью, и периодически удивляют мир самыми неожиданными проектами. Так, под руководством Юкио-Пегги Ганджи из Университета Кобэ был создан процессор, работающий с помощью крабов-солдат Mictyris guinotae.

Логические модели, основанные на передвижении крабов в замкнутом пространстве, были использоны учёными при попытке создания так называемого "бильярдного компьютера".

"Бильярдный компьютер" - это разработка американских учёных, которая была предложена как модель более энергоэффективного компьютера в 80-е годы двадцатого века. Принцип вычислений в такой машине был основан на "поведении" бильярдных шаров.

Модель такого процессора представляла собой геометрически упорядоченное пространство, в котором двигались шары, которые при столкновении вели себя особым образом. Кодировка информации производилась на основании двух состояний системы - наличия и отсутствия шаров, за логические же операции принимались: а) столкновение шаров (и, соответственно, их движение с ускорением), или же б) их нестолкновение (и продолжение их движения с той ж скоростью).

Взяв за основу "бильярдную" теорию, японские учёные пошли дальше, и вместо шаров предложили использовать крабов.

В процессе наблюдений за крабами (которые провели учёные в заливе Фунаура на японском острове Ириомоте, прежде чем использовать животных в своём проекте) было выяснено, что в обычных условиях движение особей в колонии хаотичное и непрерывное. Тем не менее, в момент опасности группа крабов начинает действовать сообща.

Например: в момент отлива крабы, которые бегут в середине стайки, автоматически повторяют движение передвигающихся рядом. Те же крабы, которые находятся "на передовой", становятся своеобразными "лидерами" и увлекают за собой остальных. Если же случайное препятствие на пути отбрасывает их в середину стаи, то они начинают вести себя, подражая остальным.

Управлять передвижениями крабов учёные решили с помощью имитации тени птицы (т.к. именно птицы являются главными врагами этих крабов в природе).

Собственно, как раз такая "упорядоченная" модель поведения животных в момент опасности позволила учёным свести всё к системе, весьма похожей на "бильярдную".

После изучение поведения крабов были созданы модели замкнутого геометрического пространства (представляющие собой "коридорчики", по которым запускают животных), в котором вместо шаров передвигались группы крабов. Поведение крабов внутри группы контролировалось ракообразными по краям, поведение же "лидеров" моделировалось с помощью симуляции тени птицы(она создавалась с помощью обыкновенной пластиковой пластинки).

Собственно, экспериментальная установка выглядит так:

Итак, после "запуска" крабов в систему, животные в середине стаи следовали за вожаками. Вожаки же, натыкаясь на стену, бежали вдоль неё в обратную сторону от того места, где была расположена "тень птицы". За вожаком следовала и остальная группа. При столкновении двух крабовых "шаров" они сливались в одну группу.

Учёными было установлено, что движение крабов подчиняется законам механики: ракообразные после столкновения бежали в том направлении, которое являлось суммой векторов их движения до столкновения.

Как уже говорилось, "Крабовый процессор" - это коридорчики, по которым движутся ракообразные. Так, была смоделирована система коридоров, с помощью которой реализовывались простейшие логические операции "AND", "OR" и "NOT". Ниже, на картинке справа изображён коридорчик для отработки функции "И" ("AND"), на картинке слева - коридорчик для функции "ИЛИ" ("OR"):

"Крабовый процессор" - это коридорчики, по которым движутся ракообразные.

Схема для "ИЛИ" срабатывала в 100% случаев, в случае же со схемой "И" две группы крабов иногда сливались и выбирали случайный проход.

По сути, японские учёные, усовершенствовав процессор, основанный на передвижении бильярдных шаров, создали биофизическую среду, пригодную для вычислений, когда логические операции строятся на перемещении в пространстве живых существ.

Разработчики утверждают, что подобные процессоры способны решать задачи из области баллистики, а так же различные пространственные задачи (такие как, например, выход из лабиринта).

Как уже упоминалось, исследования в этой области ведутся с 80-х годов. Цель их - создать новые, более энергоэффективные компьютеры.

Ранее даже был создан биочип, в котором вместо обычных транзисторов работала... Плесень, а вернее, гриб Physarum polycephalum. Также был создан "химический" компьютер, в основе работы которого лежал процесс кристаллизации ацетата натрия.

Учёные, которые занимаются этим вопросом, считают, что в перспективе такие "нетрадиционные" компьютеры смогут работать намного эффективные, нежели обычные.

Чтобы успокоить защитников животных, разработчики "крабового компьютера" утверждают, что крабы в процессе "работы" не тратят никаких нервных усилий, а так же, что в процессе экспериментов ни одно ракообразное не пострадало. После проведения испытаний всех крабов отпустили на волю.

Absinthium