Cos'è il calcolo naturale?

Il calcolo naturale si riferisce a qualsiasi tipo di tecnica di calcolo che utilizza materiali o ispirazione dalla natura.Esempi di calcolo naturale includono lo sviluppo di reti neurali artificiali che si adattano ai cambiamenti e la progettazione di computer quantistici che potrebbero essere potenzialmente molte più volte potenti degli attuali computer.Il calcolo naturale può anche fare riferimento alla creazione di sostanze artificiali che imitano quelle in natura.

Esistono numerosi campi computazionali che usano idee dalla natura per creare soluzioni più efficienti ai problemi.Alcuni computer sono inoltre in fase di sviluppo all'inizio del 21 ° secolo per utilizzare materiali naturali, come alcune molecole, per eseguire calcoli più veloci ed efficienti.Queste tecniche sono tutte forme di calcolo naturale, perché non esisterebbero senza una conoscenza dettagliata di come funzionano i sistemi naturali.

Il calcolo naturale può anche fare riferimento al tentativo di progettare organismi artificiali che si comportano come sistemi naturali.Questi includono il tentativo di creare sistemi in grado di eseguire processi come la regolazione genica, che è importante negli organismi viventi.Un altro esempio è l'autoassemblea, che si riferisce a sistemi che possono organizzarsi da uno stato iniziale disorganizzato.

Le reti neurali, ad esempio, sono spesso utilizzate dai programmatori di computer che desiderano che un programma diventa automaticamente più efficiente nel tempo.Questi si basano sulle strutture che si trovano nelle reti neurali presenti in natura, come quelle trovate nei neuroni del cervello.Utilizzando versioni semplici dei sistemi presenti nelle reti neurali naturali, i programmatori di computer sono in grado di rendere i loro programmi più adattabili a nuove informazioni.A partire dal 2011, le reti neurali artificiali non si avvicinano alla complessità delle reti neurali presenti in natura, ma possono ancora essere utili.

Un altro esempio di calcolo naturale è la ricerca di come costruire un computer quantistico.L'idea è che al posto dei computer moderni, che eseguono calcoli basati sugli stati binari di 0 o 1, un computer quantistico potrebbe teoricamente usare molti più stati.Ciò potrebbe portare a computer molto più veloci.Mentre si pensa che un computer quantistico sia ancora molto lontano, a partire dal 2011, non sembra esserci alcun motivo scientifico per cui non si può ottenere una volta che la tecnologia è diventata abbastanza avanzata.

Ci sono una varietà di altri esempi diCalcolo naturale.Questi includono la progettazione di vita artificiale, robotica e calcolo evolutivo.L'intelligenza sciamata, che è un tipo di sistema che imita anche grandi gruppi di animali come le formiche, può essere importante in futuro.Ha una serie di potenziali applicazioni, soprattutto quando si tenta di prevedere eventi futuri.