بی‌مغز باهوش

به قلم جمعی از دانشجویان کارشناسی مهندسی کامپیوتر صنعتی اصفهان
بازنگری شده توسط تیم فرامتن

برای هوشمندی و هوش‌مصنوعی تعاریف متعددی در دنیا ارائه شده است؛ در کتاب "هوش‌مصنوعی رهیافتی نوین"[1] از راسل و نروینگ، هوش‌مصنوعی از چهار دید بررسی شده است و در نهایت با تکیه بر یک تعریف روش‌هایی برای ساخت هوش‌مصنوعی ارائه و بررسی شده است. به نظر می‌رسد هوش نیاز به موجودیتی به نام مغز دارد که در هوش‌مصنوعی ما سعی می‌کنیم چیزی شبیه به مغز بسازیم.

شاید تعجب کنیم اگر بشنویم موجودی تک‌سلولی و بدون حتی یک عدد رشته عصبی(nerve)[2] در کمترین زمان ممکن رفتاری هوشمندانه از خود نشان می‌دهد که انسان با ۸۵میلیارد رشته عصبی برای حل این مسئله مدت‌ها زمان باید صرف کند.

کپک لجنزار(slime mold) موجودی است که تعاریف هوشمندی را در دنیا دگرگون کرده؛ یک موجود تک سلولی که روی تنه درختان رشد می‌کند و حتی در مکزیک به عنوان غذا املت می‌شود. این موجود تک سلولی روشی منحصر به خود برای یافتن کوتاه‌ترین مسیر تا غذا دارد و می‌تواند پیچیده‌ترین مازها را به سادگی و در کم‌ترین زمان حل کند.

اخیرا در آزمایشگاهی در ژاپن تکه‌هایی از این کپک در یک ماز قرار داده شده و نتیجه شگفت انگیز است. در اولین مرحله کپک کل ماز را بررسی می‌کند و در کل آن پخش می‌شود. به محض آنکه غذا در ورودی و خروجی ماز قرار می‌گیرد، کپک سعی می‌کند تمام راه‌های جانبی را فراموش کرده و خود را با کوتاه‌ترین مسیر ممکن به غذا برساند. این مراحل را می‌توانید در سلسله عکس‌های زیر ببینید.

بعد از سربلندی در این آزمایش کپک دوست داشتنی ما وظایف مهمی برای انجام دادن دارد. این بار دانشمندان ژاپنی غذا را در نقاط خاصی از یک صفحه قرار می‌دهند.

این آزمایش زمانی جالب خواهد شد که بدانیم نقطه مرکزی در این نقشه‌ها مرکز شهر توکیو و غذاها مکان ایستگاه‌های مختلف این شهر است. می‌بینیم که کپک باهوش ما در کمی بیشتر از یک شبانه روز، توانست کاری را که مجموعه‌ای از مهندسین عمران ۱۰۰ سال برای آن وقت صرف کرده‌اند انجام دهد. (نتیجه این آزمایش دقیقا با نقشه مترو شهر توکیو برابر است).

با این مشاهدات آزمایشگاه‌هایی در سراسر دنیا شروع به بررسی و آزمایش روی کپک لجنزار کرده‌اند. این آزمایش‌ها سبب کشف کاربرد‌های شگفت‌انگیزی از این موجود بی‌مغز شده است.

کاربردها:

مسیریابی:

حل کردن ماز یکی از جالب ترین کاربردهای این کپک بود که بالاتر به آن اشاره کردیم. محققان ژاپنی و مجارستانی هم تحقیقات زیادی روی این موجود بی‌مغز انجام دادند و پی برده‌اند که از این توانایی می‌توان در شبیه‌سازی مسیرها و جاده‌ها استفاده کرد.

با توجه به نوع رفتار خاصی که این موجود دارد؛ فردی به نام Klaus-Peter Zauner در دانشگاه ساوتهمپتون[3] با همکاری دوستانش از دانشگاه کوبه[4]، رباتی را با استفاده از این نوع کپک توسعه دادند. اساس کار و حرکت این ربات این بود که کپک به سمت منابع غذایی حرکت می‌کند و از نور دور می‌شود و مکان‌های مرطوب را برای سکونت ترجیح می‌دهد.

پیش‌بینی روند‌ها و الگوها:

در گوشه دیگه‌ای از دنیا، این بار در دانشگاه Hokkaido دانشمندان متوجه شدند که این موجود عجیب، توانایی پیش‌بینی الگوها و روند‌ها را دارد. در آزمایشی که انجام شد، با سرد کردن محیط آزمایش در فواصل زمانی معین(۶۰ دقیقه‌ای)، مشاهده شد که رفتار این کپک هم تغییر می‌کند و الگوی رفتاری خاصی را در پیش می‌گیرد؛ به این صورت که پس از چند بار سرد شدن محیط، در سری بعدی زودتر زمان سرد شدن را پیش‌بینی می‌کند و رفتار خود را تغییر می‌دهد.

استفاده در محاسبات کامپیوتری:

از عجایب دیگر این موجود می‌توان به نوشته اندرو آداماتزکی در کتاب "ماشین‌های فیزاروم"[5] اشاره کرد. در کتاب ادعا شده که از آنجایی که این کپک به روشی ثابت به محرک‌ها واکنش نشان می‌دهند، بستری ایده‌آل برای دستگاه‌های محاسبات زیستی آینده هستند.

با توجه به کاربردهای گفته شده، پیش‌بینی می‌شود در آینده این بی‌مغز باهوش نقش زیادی در توسعه برخی فعالیت‌ها داشته باشد.

درادامه برخی از این فعالیت‌ها را با هم می‌خوانیم.

آینده SLIME:

آیا می‌توانیم از این رفتارهای عجیب این کپک در ساخت کامپیوترها استفاده کنیم؟ آنها در حال حاضر می‌توانند به سرعت شبکه‌های حمل و نقل را مثل شبکه‌های توکیو و بریتانیا را شبیه‌سازی و طراحی کنند؛ نسخه‌ای از شبکه‌های جاده‌ای روم باستان را بازسازی کنند یا حتی برای راندن ربات‌ها استفاده می‌شود.

در واقع، پیشنهاداتی در مورد استفاده این کپک در پردازش اطلاعات و ساخت گیت‌های منطقی، مدارهای ترکیبی و حتی ماشین‌های Physarum واقعی ارائه شده است. اما در حال حاضر محدودیت‌هایی وجود دارد و ساخت گیت‌های منطقی دشوار به نظر می‌رسد. اما امید است که در آینده این کپک در ساخت کامپیوترها استفاده شود. با وجود محدودیت‌ها، توانایی‌ این کپک در مسیریابی و بهینه‌سازی شبکه بسیار امیدوارکننده است.

ماموریت‌های فضایی می‌تواند یکی از مقصد‌های این کپک شگفت‌انگیز باشد. همانطور که نقش این کپک را در شبیه‌سازی مسیر مترو دیدیم، ممکن است برای تغییر شبکه‌های حمل و نقل آینده بین سیارات، قمرها، زیستگاه‌های فضایی و... از این کپک استفاده شود.

پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که در آینده، این بی‌مغز باهوش می‌تواند بسیار به انسان کمک کند. حال سوالی که پیش می‌آید این است که چگونه موجودی که مغزی ندارد، قدرت فهم دارد و حرکت می‌کند؟

برای مطالعه بیشتر:

Slime Mold Simulations Used to Map Dark Matter Holding Universe Together

Brainless Slime Molds Navigate Mazes and Make Decisions

Slime mold solving maze

پانویس‌ها:

[1]Artificial Intelligence: A Modern Approach
[2]Nerve
[3]University of Southampton
[4]Kobe University
[5]Physarum machines computers from slime mould