Téměř přesně před dvěma lety ohromil svět japonský tým, který vedl Masashi Aono z Keio University v Tokiu, když nechal živé hlenky vápenky mnohohlavé počítat slavný Problém obchodního cestujícího (TSP, Travelling Salesman Problem). Je to slavná úloha a zároveň záludný a těžký optimalizační problém, kdy hledáte co nejkratší trasu při daném počtu měst, tak abyste vyšli z jednoho města, prošli všechny ostatní města a vrátili se zpět. Vypadá to úplně jednoduše, ale s rostoucím počtem měst extrémně stoupá počet možných cest, které je nutné prověřit. Poměrně brzy kapitulují i superpočítače první ligy.
Šikovné hlenky, což jsou jednobuněčné organismy, očividně v Japonsku udělaly dojem. Po dvou letech se tenhle výzkum vrací v překvapivém, řekněme biomorfním obratu. Seiya Kasai z Hokkaido University a jeho kolegové totiž postavili elektronickou hlenku. Je to analogový počítač, jehož struktura je inspirovaná hlenkou a jejím chováním. S tímto analogovým počítačem dokázali napodobit optimalizační dynamiku hlenky, která je skvělá ve vyladění příjmu potravy, aby z toho měla co největší zisk.
Elektronickou hlenku tvoří hlenkové jádro (amoeba core), které hledá řešení v elektronickém prostředím, plus platforma s nastavenými hodnotami odporu (resistance crossbar), které vyjadřují omezení a požadavky dané Problémem obchodního cestujícího. Díky této platformě je možné jednoduše měnit podobu zadání problémů, aniž by bylo nutné složitě předělávat celou elektronickou hlenku.
Ačkoliv je to bezesporu šílená záležitost, elektronická hlenka si vede skvěle. Když změřila síly s typickým algoritmem pro řešení Problému obchodního cestujícího, který nese označení „2-opt“, tak byla o maličko pozadu při zadáním s nejmenším počtem měst. Jakmile ale počet měst stoupl, tak elektronická hlenka naprosto dominovala. Jak říká Kasai, optimalizační mistrovství hlenky, které jí nadělil přírodní výběr, zaslouží uznání. A můžeme ho využít.
Souhlasí s ním i Masashi Aono, který teď vede společnost Amoeba Energy. Jejich cílem je podporovat vývoj i praktické využití hlenkových výpočetních technologií. Podle Aonoa by analogové počítače s hlenkovou architekturou mohly řešit řadu reálných problémů podobného charakteru.
Video: Amoeba-inspired Analog Electronic Computing System for Solving the Travelling Salesman Problem
Literatura