Počítač z kolonie živých krabů

Japonští výzkumníci z Univerzity Kóbe chtěli vytvořit počítač na bázi živých pobíhajících krabů, přesně řečeno japonských raků poustevníčků rodu Mictyris. Kraby umístili do geometricky přesně vymezených oblastí prostoru s propojenými koridory. Kolonie krabů pak využili k napodobení činnosti logických hradel a obvodů, tedy počítačových prvků, které vykonávají základní logické operace se stavy jedna a nula.

Dynamika krabích kolonií

V přírodě se krabi pohybují v pevně sevřených kompaktních hejnech, členové na okraji jsou vůdci hejna. Ti určují směr pochodu a udržují jeho tvar. Krabi uvnitř útvaru se přizpůsobují pohybu krabů kolem nich. Navíc je zajímavé, že ve vůdčích úlohách se krabi stále střídají. Dochází tak k jakési rotaci, přičemž ti na okrajích putují k centru a naopak. Původně pasivní krabi se na okraji okamžitě stávají vůdci. Tito vůdci určují směr skupiny hlavně na základě vnějších impulsů.

Logická hradla

Když se během pohybu setkají dvě hejna krabů, dojde k jejich propojení a ke kompromisu ohledně směru pohybu. Výsledný vektor jejich rychlosti se pak stane součtem vektorů rychlostí obou původních skupin podobně jako při srážce kulečníkových koulí. Právě této spolehlivé a předpověditelné vlastnosti krabů vědci využili při realizaci logického hradla OR, které odpovídá logickému součtu (na výstupu hradla je logická jednotka tehdy, když na alespoň jednom vstupu je logická jednotka), a hradla AND, které odpovídá logickému součinu (na výstupu hradla je zde logická jednotka jen tehdy, když na obou vstupech jsou logické jednotky). Přítomnost krabího hejna na jednom vstupu se přitom rovná logické jedničce, nepřítomnost logické nule. Odlišná hradla vědci vytvořili pomocí různých geometrických systémů koridorů, které krabům postavili do cesty.

Zdroje: Popular Science, Physorg, Wired

-----