Andrew Adamatzky jest profesorem niekonwencjonalnego informatyki na University of the West of England, i przez całą swoją karierę rzeczywiście stosował niekonwencjonalne podejście do informatyki. Zamiast serwerów i mikroczipów używa jednokomórkowej formy szlamowej. Bezmózgowy, pozornie nieinteligentny organizm ( Physarum polycephalum ) został wykorzystany do przenoszenia określonych kolorów między pokarmami barwionymi barwnikami spożywczymi, przemieszczania małej łódki przez żelowe medium, a nawet rozwiązywania labiryntów.
Jego najnowszy projekt jest jednak chyba najbardziej niekonwencjonalny ze wszystkich. W ciągu ostatnich kilku lat on i Andrew Ilachinski z Centrum Analiz Morskich używali śluzowca do robienia czegoś zadziwiająco skomplikowanego: planów projektowania krajowych systemów autostrad. I za każdym razem, w ciągu kilku dni, pleśń tworzyła trasy, które są niezwykle podobne do rzeczywistych systemów zaprojektowanych przez ludzkich inżynierów.
Okazuje się, że śluzowata pleśń została specjalnie opracowana, aby zrobić jedną rzecz bardzo dobrze: skutecznie transportować składniki odżywcze z jednego miejsca do drugiego. Jak wyjaśniła para naukowców w „ New York Times” z zeszłego weekendu, żyjący w lesie organizm zbiera mikroskopijne cząsteczki substancji odżywczych, wysyłając protoplazmatyczne rurki szlamu i utrzymując połączenia między tymi źródłami żywności tak skutecznie, jak to możliwe.
Dlatego Adamatzky, Ilachinski i zespół współpracowników postanowili wykorzystać tę umiejętność, aby dokładnie określić, które trasy byłyby najbardziej logiczne do zbudowania, gdyby ktoś zaprojektował, powiedzmy, amerykański system autostrad międzystanowych od zera. Jak wyszczególniono w artykule, który wkrótce pojawi się w czasopiśmie Complex Systems, zespół odtworzył Stany Zjednoczone dla pleśni, nakładając żelową płytkę agarową w kształcie kraju na mapę i umieszczając źródło żywności (płatki owsiane) w każdym z 20 najbardziej zaludnionych obszarów metropolitalnych. Powtórzyli eksperyment dla 13 innych obszarów geograficznych, w tym Brazylii, Afryki i Niemiec, i powtórzyli go kilka razy dla każdej mapy.
Po ułożeniu owsa pozwolili, aby śluzowiec rozprzestrzeniał się naturalnie z największego miasta lub stolicy, i obserwował, jakie szlaki określił jako najbardziej efektywne w transporcie składników odżywczych w całym kraju. Jak pokazano na powyższym filmie (pokazującym jedną z eksperymentalnych prób dla Kanady) i obrazku po prawej stronie (pokazującym wyniki próby dla Stanów Zjednoczonych), śluzowiec wielokrotnie tworzył trasy, które były uderzająco podobne do wytyczonych przez dziesięciolecia - a czasem stulecia - inżynierii ludzkiej.
„Physarum słynie z budowania optymalnych sieci transportowych, które minimalizują odległość transferu cytoplazmatycznego, ale także obejmują tak wiele źródeł składników odżywczych, jak to możliwe, ” powiedział Adamatzky w zeszłym roku dla Wired . „Idealnie, drogi zbudowane przez ludzi powinny spełniać te same kryteria”.
Rzeczywiście wydaje się, że amerykański system autostrad międzystanowych spełnia te same kryteria, co formy utworzone przez formy, które pasują do większości dróg międzystanowych. W prawie każdej próbie pleśń rozwijała połączenia, które korelują z Route 95 z Nowego Jorku do Bostonu i Route 45 z Dallas do Houston; W większości prób pleśń ściśle replikowała autostrady przebiegające przez największe miasta południowo-zachodniej (Denver, Albuquerque, Phoenix i Los Angeles) oraz wschodnie wybrzeże (trasa 95 aż z Bostonu do Jacksonville).
Projekty pleśni korelują jeszcze ściślej z systemami autostrad Belgii, Kanady i Chin, co sugeruje, że są one bardziej wydajne pod względem minimalizowania odległości między ośrodkami ludności i obejmowania jak największej liczby gęsto zaludnionych obszarów.
Dlaczego kreacje pleśni i trasy ludzkości są tak ściśle dopasowane? Autorzy spekulują, że ponieważ wiele wczesnych dróg ustalono na podstawie prehistorycznych ludzkich ścieżek i ścieżek dla zwierząt, a wiele współczesnych autostrad z kolei opiera się na tych wczesnych drogach, nasz proces projektowania nie różni się tak naprawdę od śluzowca: przy użyciu prób i błędów znaleźć najbardziej dogodne ścieżki podróży w czasie.
Eksperymenty są fascynujące - i może trochę przerażające - w sposób, w jaki pokazują, że pozornie nieinteligentne formy życia mogą wykonywać niezwykle skomplikowane zadania. Ale wskazują także na potencjalne zastosowania w prawdziwym świecie. Adamatzky stara się znaleźć sposoby rozwiązywania problemów, które są tańsze i prostsze niż obliczenia na bazie krzemu, a forma została już wykorzystana do rozwiązania wielu tajemniczych przestrzennych problemów matematycznych. Forma wymaga stosunkowo niewielkiej wiedzy specjalistycznej lub zasobów laboratoryjnych, a jej użycie jest bardziej zrównoważoną opcją obliczeniową niż tradycyjne obwody elektroniczne.
Jednym z praktycznych zastosowań, które natychmiast przychodzi na myśl, jest wykorzystanie formy do analizy, które trasy byłyby najbardziej wydajne w przypadku krajów, które nie opracowały jeszcze krajowych systemów autostrad. Można je również wykorzystać do skutecznego modelowania idealnych ścieżek na znacznie mniejszą skalę, takich jak kampus uczelni czy park publiczny.
Niezależnie od tego, do czego moglibyśmy go użyć, jedno jest już jasne: bezmózgowa śluzowata pleśń jest znacznie mądrzejsza niż nam się wydaje.
