地球最簡單生物成計算機 解決複雜運算問題

據國外媒體報道，研究人員已經證明，阿米巴是一種主要由凝膠狀原生質組成的單細胞生物，具有獨特的計算能力，有朝一日可能提供傳統計算機所用方法的競爭性替代品。

研究人員發現變形蟲具有獨特的計算能力，未來可與傳統計算機相媲美。日本慶應義塾大學研究員Masashi Aono帶領研究小組使用變形蟲解決了一個被稱為「旅行推銷員問題（TSP）」的流行性難題。

這是一個優化問題，目標是找到幾個城市之間的最短路線，確保能訪問每個城市，同時，起點和終點都是相同的。研究人員進行了調整，讓變形蟲「變形」，成為一個「64條腿晶元」。

在實驗中，每條「腿」代表推銷員路線上的一個有序城市。研究人員將變形蟲放在晶元中心，然後把晶元放在瓊脂平面頂部。這隻變形蟲被限制在晶元中，但仍然可以進入64個通道。

為了最大限度地吸收營養物質，變形蟲試圖在晶元內部膨脹，從而儘可能地接觸瓊脂。為了實現以上實驗目標，研究人員使用光線，這是變形蟲不喜歡的，用於阻擋某些路線或者「腿」。

伴隨著城市數量的增加，由於優化最短路線的可能性解決方案眾多，傳統計算機解決該問題所需的時間呈指數級增長。例如：對於4個城市，可能只有3條可能存在的最短路線，但對於8個城市而言，最短路線解決方案可能呈指數級增長，可達到2520條。

研究人員發現，變形蟲可能在一段時間裡找到幾乎最優化的解決方案，但是這種解決方案只能隨著城市數量從4個增加至8個而線性增長。

變形蟲通過不斷地將凝膠以恆定速度重新分布在非晶體中，以及通過並行處理光反饋，而不是串列處理。目前，研究人員正在研製一種電子版變形蟲，它能夠複製這種獨特方式去解決這個問題。

研究人員稱，該研究結果可能促進新型模擬計算機的發展，使複雜優化問題能夠在線性時間裡獲得近似的解決方案。Masashi Aono在接受媒體記者採訪時稱，用於解決N個城市旅行推銷員問題的放射狀晶元中，當變形蟲最終找到一個近似解決方案時，變形蟲的身體總面積將增加N倍。

變形蟲似乎有一條「定律」，它提供凝膠物質，以恆定的速度在不發光的通道中擴張。然而，變形蟲如何保持近似溶液的質量，也就是實現最短路線的機制仍是一個未解之謎。

研究人員還預測稱，通過製造更大的晶元，變形蟲能夠解決數百個城市的「旅行推銷員問題」，雖然這可能需要數萬個通道。

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