Adamatzky is at it again. Deze keer met slijmzwammen, bizarre organismen, die zowel eencellige als meercellige zijn. Ze blijken in staat de optimale routes uit te rekenen tussen grote Spaanse steden.
De wegenkaart van de slijmzwammen (links) lijkt opmerkelijk veel op de werkelijke wegenkaart (rechts).
Onderzoeker Andrew Adamatzky heeft een naam hoog te houden wat betreft het verzinnen van bizarre types computers en hier op Visionair zijn we dan ook groot fan van hem. Al eerder beschreven we zijn opmerkelijke heet-ijs computer en de op chemische Voronoicellen gebaseerde computer. Nu slaagde hij er in om een slijmzwam te laten rekenen. Op een agarplaat met de vorm van het Iberisch schiereiland bracht hij hoopjes voedsel aan op de plaatsen waar de grootste Spaanse en Portugese steden lagen. De slijmzwamcellen vormden vervolgens netwerken om deze voedselbronnen zo effectief mogelijk te benutten. Met opmerkelijk resultaat. Als je de slijmzwamkaart (rechts) vergelijkt met de werkelijke kaart (links) van de Iberische snelwegen, zijn er nauwelijks verschillen. Er blijken dus opmerkelijk weinig verschillen te zijn tussen menselijke en eencellige wegenplanners…
Zouden eencelligen door samen te werken ook andere vormen van intelligent gedrag kunnen vertonen?
Een computer die je op kan rollen. Krankzinnige science-fiction? Niet meer. De PaperPhone, een soort flexibele iPhone, heeft veel weg van een vel papier.
De beelden spreken voor zich. De PaperPhone kent dezelfde functies als een moderne tabletcomputer (dus kan worden gebruikt als telefoon, agenda, muziek luisteren en het bekijken van video en websites) maar het beeldscherm bestaat grotendeels uit flexibel materiaal. Het ‘brein’ van de PaperPhone is nog wel rigide.
Flexibele computers die je om je pols kan doen. Straks in de winkel.Met dit soort apparaten komt het papierloze kantoor eindelijk binnen bereik. Een document kan worden opgevraagd, uitgewisseld en bewerkt, zonder dat het nodig is om achter een computer te zitten.
Het apparaat wordt bediend door de display te buigen, wat elektrische signalen opwekt die weer door software worden geanalyseerd. Niet erg handig dus, maar mogelijk kan het systeem in de toekomst worden verbeterd met drukgevoelige transparante sensoren. De opmars van 2D-elektronica lijkt vooralsnog echter onstuitbaar.
Een netwerk met memristors kan in recordtijd een ingewikkeld doolhofprobleem oplossen. Domweg door er stroom op te zetten. Betekent dit een doorbraak met volkomen nieuwe typen computers?
Doolhofproblemen zijn vaste prik in menig puzzelblad.
Zo vertaalt de memristive processor een doolhof in een configuratie van memristor. Overal waar in het doolhof poorten zitten, geleidt de schakelaar stroom.
De puzzelaar moet de kortste route zien te vinden door een onontwarbaar kluwen van vaak doodlopende gangen. Sommige doolhofproblemen bevatten tot tienduizenden vakjes waar een potentiële route door kan lopen. De complexiteit van echt grote doolhoven neemt exponentieel toe, want elk algoritme gaat uit van het afzoeken en doorrekenen van elk pad. Het resultaat: dit groeit bestaande computers al snel boven het hoofd.
Twee onderzoekers hebben nu een manier bedacht om Moeder Natuur het denkwerk te laten doen. Elektrische stroom bestaat namelijk uit elektronen die altijd de weg van de minste weerstand proberen te vinden. Dat is in een effen materiaal doorgaans de kortste route.
Memristors: hersencel-achtige elektronica
Er bestaat een type elektronisch onderdeel dat net als hersencellen als het ware onthoudt dat (en hoe lang) er elektrische stroom doorheen is gegaan: de memristor. Een memristor is tegelijkertijd een weerstand en geheugenelement: hoe langer er stroom doorheen loopt, hoe kleiner de weerstand wordt. Het bestaan van memristors is al in 1970 voorspeld, maar de eerste werkende memristor werd pas rond het jaar 2000 gebouwd. Onderzoekers Yuriy Pershin van de Universiteit van South Carolina en Massimiliano di Ventra van de Universiteit van Californië, San Diego zijn pioniers in het onderzoeksveld waarbij memristors in computerchips in worden gebakken.
Om het doolhofprobleem op te lossen, simuleerden Pershin en Di Ventra een chip die bestaat uit een rooster van memristors en schakelaars, zie schema. Door schakelaars om te zetten creëren ze een doolhof. Elke verbonden schakelaar is een doorgang in het doolhof. De doolhof is letterlijk met één druk op de knop op te lossen. Door stroom te zetten op de ingang en uitgang ontstaat een stroom over het kortste traject, deze stroom zet de memristors om en vervolgens kan je het traject door de memristors aflezen.
Beide onderzoekers denken dat het met een vergelijkbare techniek ook mogelijk is om menselijke denkprocessen na te bootsen en in ieder geval computers veel ‘slimmer’ te maken dan ze nu zijn. Het denkwerk vindt niet meer plaats in een enkele processor, maar door de hele chip tegelijk. Ook voor probleemoplossing is deze benadering heel interessant. We zijn vaak niet geïnteresseerd in de best mogelijke oplossing, een heel goede oplossing voldoet al. Een totaal nieuw type computer kent waarschijnlijk heel andere sterke en zwakke punten dan de tegenwoordige. Omdat we zelf kunnen kiezen welk type we wanneer gebruiken, kunnen we dus op het gebied van informatieverwerking veel meer dan nu.
