Новый химический компьютер может решать сложные комбинаторные задачи
Ученые из Университета Глазго разработали химический компьютер, основанный на реакции Белоусова-Жаботинского, который представляет собой программную вычислительную систему для решения сложных задач комбинаторной оптимизации. Их исследование было опубликовано в Nature Communications.
Реакция Белоусова-Жаботинского является частью класса химических реакций, в которых различные параметры, такие как цвет, концентрация компонентов и температура, изменяются периодически или хаотически. Эти системы обладают сложным поведением, напоминающим поведение живых организмов. В новой системе, созданной учеными, концентрации реагентов используются для формирования двоичной системы: «0» соответствует низким концентрациям, а «1» - высоким. Колебания концентрации могут служить временными переменными и передаваться между ячейками через диффузию.
Основу химического процессора составляет сетка взаимосвязанных ячеек-реакторов, созданная с помощью 3D-принтера. Управление реакциями осуществляется с помощью магнитных мешалок, способных контролировать процессы. Также предусмотрены мешалки для синхронизации колебаний и взаимодействия между ячейками. Для обработки данных используются сверхточные нейронные сети и детерминированные распознаватели, которые анализируют концентрации реагентов и продуктов, записываемые видеокамерами.
Химический компьютер успешно используется для создания клеточных автоматов - математических систем, моделирующих взаимодействие простых компонентов по заданным правилам. Некоторые ячейки объединяются в системы, демонстрирующие репликацию и конкуренцию, аналогично живым организмам. Кроме того, компьютер эффективно решает задачу коммивояжера, представляя значительное достижение в области химической информатики.
Ранее была разработана инновационная камера для умных линз и AR-очков. Также ИИ могут использовать для принятия решений по ядерным силам. А еще ученые обнаружили уникальную частицу в метеорите из другой звездной системы.
