Advances in Physarum Machines - 9783319266619

Šī grāmata ir veltīta gļotu pelējumam Physarum polycephalum, kas ir liela viena šūna, kas spēj veikt izkliedētu sensoru, vienlaicīgu informācijas apstrādi, paralēlu aprēķinu un decentralizētu iedarbināšanu. Vienkāršā kultivēšana un eksperimentēšana ar Physarum padara šo gļotu veidni par ideālu substrātu netradicionālu sensoru un skaitļošanas ierīču ieviešanai reālajā pasaulē. Grāmata ir teorētisku un eksperimentālu laboratorijas pētījumu traktāts par gļotu pelējuma uztveršanas un skaitļošanas īpašībām un attīstību. Physarum uzvedības matemātiskās un loģiskās teorijas. Parādīts, kā ar gļotu veidni izgatavot loģiskus vārtus un shēmas, elektroniskās ierīces (memristori, diodes, tranzistori, vadi, ķīmiskie un taustes sensori). Grāmata parāda, kā mainīt Physarum skaitļošanas shēmu īpašības ar funkcionālām nanodaļiņām un polimēriem, savienot gļotu veidni ar lauka programmējamiem blokiem un izmantot Physarum kā mikrobu kurināmā elementu kontrolieri. Ir pierādīts, ka unikāls vairāku aģentu gļotu modelis labi kalpo kā programmatūras gļotu veidne, kas spēj atrisināt skaitļošanas ģeometrijas un grafika optimizācijas problēmas. Vairāku aģentu modeli papildina šūnu automātu modeļi ar paralēliem paātrinājumiem. Prezentētie Physarum iedvesmotie matemātiskie modeļi ietver Šora faktorizācijas ne-kvantu ieviešanu, strukturālo mācīšanos, īsākā ceļa koka aprēķināšanu dinamiskos grafikos, piegādes ķēdes tīkla dizainu, p-adic skaitļošanu un siloģistisko spriešanu. Grāmata ir unikāls dinamisku un bagātīgi ilustrētu eseju sastāvs, kas iedvesmos zinātniekus, inženierus un māksliniekus izmantot dabas parādības nākotnes un topošo skaitļošanas un sensoru ierīču izstrādē. Tā ir eksperimentālas skaitļošanas "bībele" ar telpiski paplašinātiem dzīviem substrātiem, tā aptver tēmas no gļotu pelējuma bioloģijas līdz bioloģiskajai uztveršanai, netradicionālām skaitļošanas ierīcēm un robotikai, neklasiskajai loģikai un mūzikai un mākslai.