엔지니어는 때때로 영감을 얻기 위해 자연을 찾습니다. Cold Spring Harbor 연구소 부교수인 Saket Navlakha와 연구 과학자 Jonathan Suen은 인터넷이 데이터 트래픽을 최적화하는 것과 동일한 피드백 제어 프로세스인 조정 알고리즘이 개미 군체, 세포 및 뉴런.
인터넷 엔지니어는 개미와 유사한 작은 패킷으로 전 세계의 데이터를 라우팅합니다. Navlakha는 다음과 같이 설명합니다.
"이 작업의 목표는 기계 학습과 인터넷 디자인의 아이디어를 모아 개미 집단이 먹이를 찾는 방식과 연관시키는 것이었습니다."
인터넷 엔지니어가 사용하는 것과 동일한 알고리즘이 개미가 먹이를 찾을 때 사용합니다. 처음에 식민지는 한 마리의 개미를 보낼 수 있습니다. 개미가 돌아오면 얼마나 많은 음식을 얻었고 얼마나 오래 걸렸는지에 대한 정보를 제공합니다. 그러면 식민지는 두 마리의 개미를 보낼 것입니다. 그들이 음식을 가지고 돌아온다면, 식민지는 XNUMX명, 그 다음 XNUMX명, XNUMX명 등을 보낼 수 있습니다. 그러나 XNUMX마리의 개미를 보냈는데 대부분이 돌아오지 않는다면, 그 개미는 보내는 수를 아홉 마리로 줄이지 않습니다. 대신에 이전에 보낸 것의 배수(예: 절반)인 XNUMX마리의 개미만 숫자를 크게 줄였습니다. 즉, 신호가 긍정적이면 개미의 수는 천천히 증가하지만 정보가 부정적이면 극적으로 줄어 듭니다. Navlakha와 Suen은 개별 개미가 길을 잃은 경우에도 시스템이 작동하고 인터넷에서 사용되는 특정 유형의 "가산 증가/승법 감소 알고리즘"과 유사하다고 말합니다.
Suen은 개미가 해커나 사이버 공격으로부터 컴퓨터 시스템을 보호하는 새로운 방법을 고무할 수 있다고 생각합니다. 엔지니어는 자연이 건강과 생존 가능성에 대한 다양한 위협을 견디는 방법을 모방할 수 있습니다. 수엔은 다음과 같이 설명합니다.
“자연은 변화하는 환경에 대응하는 많은 측면에서 믿을 수 없을 정도로 강건한 것으로 나타났습니다. [그러나] 사이버 보안에서 우리는 우리 시스템의 많은 부분이 변조될 수 있고, 쉽게 손상될 수 있으며, 단순히 강력하지 않다는 것을 발견했습니다. 온갖 자연재해 속에서도 살아남는 자연을 보고 싶다”고 말했다.
Suen은 자연의 알고리즘을 엔지니어링 프로그램에 적용할 계획이지만 Navlakha는 엔지니어링 솔루션이 유전자 조절 및 면역 피드백 제어를 이해하기 위한 대안적 접근 방식을 제공할 수 있는지 확인하고 싶습니다. Navlakha는 "한 영역에서 성공적인 전략이 다른 영역에서 개선으로 이어질 수 있기를 바랍니다."
이 기사에서 배울 점:
- When the ant returns, it provides information about how much food it got and how long it took to get it.
- In other words, the number of ants slowly adds up when the signals are positive, but is cut dramatically lower when the information is negative.
- Instead, it cuts the number by a large amount, a multiple (say half) of what it sent before.
