蜻蜓大脑能怎样启示计算机设计?(6)
2024-06-16 来源:飞速影视
撒哈拉沙漠蚂蚁等另外一些昆虫则要爬行相对较远的距离去觅食。一旦找到了食物源,撒哈拉沙漠蚂蚁并不会简单地按原路返回蚁巢——原路很可能是一条迂回路径。相反,它会计算出一条直达路线。因为蚂蚁食物源的位置每天都在变化,所以它必须记住在觅食过程中所走的路线,将视觉信息与一些内部测量的行走距离结合起来,然后根据这些记忆计算出返回路线。
虽然没有人知道沙漠蚂蚁的哪些神经回路负责执行这项任务,但珍妮莉娅研究园区的研究人员已经确定了果蝇利用可视地标进行自我定向的神经回路。沙漠蚂蚁和帝王蝶使用的机制很可能与之类似。也许有一天,可以证明这样的神经回路对低功耗无人机很有用。
如果昆虫仿生的计算效率达到数百万个专门组件的程度可并行运行,支持更强大的数据处理或机器学习,将会带来怎样的影响?下一代“阿尔法元”能否包含数百万个蚂蚁式觅食架构来优化其对弈过程?也许昆虫会给新一代计算机提供灵感,使它们看起来与今天的计算机截然不同。我们可以用一小队蜻蜓拦截式算法来控制游乐园的运动部件,即使在复杂而惊险的跳跃中,也能确保游乐车不会发生碰撞(很像领航员操控船只)。
下一代计算机会是一种半机械人式的伴侣,还是更像艾萨克•阿西莫夫笔下的马尔蒂瓦克(Multivac)那样的资源集中型计算机?没有人知道。同样,没有人知道什么是开发这些平台的最佳途径。虽然研究人员受人脑启发开发了早期的神经网络,但今天的人工神经网络通常主要依赖非类脑计算。研究生物神经回路中单个神经元的计算(目前只在非人类系统中直接可行)可能会给我们更多的启示。昆虫显然很简单,但它们的能力往往令人吃惊,特别是随着神经科学的研究不断推进,对生物神经回路的工作原理也会有更深入的理解,它们对下一代计算机的发展有很大贡献。
所以下次你看到一只聪明的昆虫时,可以想象一下如果你能支配一小队蜻蜓、蝴蝶或蚂蚁大脑,会对日常生活产生什么样的影响。当一大群高度专业化的高效微型处理器能够根据手头的任务进行重新配置和部署时,也许未来的计算机将赋予“蜂巢思维”一词新的含义。随着当今神经科学的进步,这种看似幻想的东西可能比你想象的更接近现实。
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