Лягушачий концерт вдохновил на создание алгоритма для беспроводных сетей

Песня японских древесных лягушек вдохновила разработчиков алгоритма искусственного интеллекта

Самцы японской древесной лягушки научились не петь свои песни в то время, когда самки не могут их различить. Ученые из Политехнического университета в Каталонии воспользовались их методом, чтобы создать алгоритм, с помощью которого узлам в сети можно поставить в соответствие цвет. Эта операция может быть применена к разработке эффективных беспроводных соединений.

Как можно раскрасить узлы сети в несколько цветов, используя наименьшее возможное количество цветов, так, чтобы два последовательных узла были раскрашены в разный цвет? Группа исследователей из Политехнического университета Каталонии нашла решение этой математической задачи благодаря некоторым очень специфическим помощникам: японским квакшам (Hyla japonica).

Самцы этих амфибий поют свои песни, чтобы привлечь самок, которые узнают место происхождения песни — то место, где находится жених. Проблема возникает, когда два самца располагаются слишком близко друг к другу и поют вместе.

Самки в замешательстве, они не могут определить, откуда идет песня, так что самцы вынуждены были научиться десинхронизировать свои песни, то есть не петь их в одно время, чтобы их можно было различить.

“Поскольку не существует центрального управления в организации этой “синхронизации’’, механизм можно рассматривать как пример самоорганизации в природе’’, — объясняет Кристиан Блюм. Ученый вместе со своим партнером Уго Эрнандесом был вдохновлен этим поведением, чтобы решить так называемую “задачу раскраски графа в рамках распределенной модели’’.

Граф представляет собой набор связанных узлов, и действие в рамках “распределенной модели’’ означает, что, как и в случае с синхронизацией песен лягушек, нет центрального управления с глобальным видением, располагающего всей информацией о сложившейся ситуации, которое помогает решить задачу.

Кроме того, исследователи разработали новый алгоритм, ставящий в соответствие узлам сети цвета так, чтобы выполнялось условие, что каждая пара связанных узлов раскрашена в разные цвета. Конечная цель заключается в построении решения задачи, которое использует минимальное количество цветов.

WiFi приложения

“Этот тип раскраски графов является формализацией задачи, которая возникает во многих областях в реальном мире’’, — рассказывает Блюм, — таких как оптимизация современных беспроводных сетей, которые не имеют заданной структуры, когда используются методы уменьшения потерь в пакетах информации и повышения эффективности использования энергии‘’.

Это исследование является частью работ по “интеллекту толпы’’ — области искусственного интеллекта — целью которых является разработка интеллектуальных систем с несколькими агентами. Идеи берутся из исследований коллективного поведения животных сообществ, таких как колонии муравьев, стаи птиц, стаи рыб и лягушек, как в этом случае.

Источник: http://www.agenciasinc.es/Noticias/El-canto-de-una-rana-inspira-un-algoritmo-para-redes-inalambricas

Оставьте свой отзыв

Добавить изображение