【項目應用場景：計算】
【望潮科技測評】
變形蟲是地球上最簡單的生物之一，主要由凝膠狀的原生質構成。作為單細胞生物，變形蟲沒有固定的外形，也就是說，其可以任意改變體型。
在以往的認知當中，人們認為變形蟲是最低等的原始生物之一，其智商很低。
圖：變形蟲
但，近日，有研究發現，變形蟲或許比人們預想中的更加智能化，其具有獨特的計算能力，未來可與傳統計算機相媲美。
基於此，日本慶應義塾大學研究員MasashiAono帶領研究小組使用變形蟲解決了一個被稱為“旅行推銷員問題(TSP)”的流行性難題。
實驗過程
TSP問題，是數學領域中著名問題之一。實際上，它也是一個優化的問題。
假設有一個旅行商人要拜訪n個城市，他必須選擇所要走的路徑，路徑的限制是每個城市只能拜訪一次，而且最後要回到原來出發的城市。
圖：TSP問題
也就是說，路徑的選擇目標是要求計算所得的路徑路程為所有路徑之中的最小值。
前文有所言，變形蟲是可以任意改變體形的，也正因此，研究人員對其進行了調整，從而讓變形蟲“變形”，成為一個“64條腿的芯片”。
實驗中，變形蟲的每條“腿”代表推銷員路線上的一個有序城市。研究人員將變形蟲放在芯片中心，然後把芯片放在瓊脂平面頂部。這隻變形蟲被限制在芯片中，但仍然可以進入64個通道。
實驗結果
為了最大限度地吸收營養物質，變形蟲試圖在芯片內部膨脹，從而儘可能地接觸瓊脂。
同時，為了實現以上實驗目標，研究人員使用變形蟲不喜歡的光線，用於阻擋某些路線或者“腿”。
在以往的計算過程中，伴隨著城市數量的增加，由於優化最短路線的可能性解決方案眾多，傳統計算機解決該問題所需的時間則呈指數級增長。
如，對於4個城市，可能只有3條可能存在的最短路線，但對於8個城市而言，最短路線解決方案可能呈指數級增長，或將達到2520條。
圖：實驗圖像
基於此，研究人員發現，變形蟲通過不斷地將凝膠以恆定速度重新分佈在非晶體中，以及通過並行處理光反饋，而不是串行處理，使其可能在一段時間裡找到幾乎最優化的解決方案。但是這種解決方案只能隨著城市數量從4個增加至8個而線性增長。
目前，研究人員正在研製一種電子版變形蟲，它能夠複製這種獨特方式去解決這個問題。
其他應用
對於該實驗，研究人員表示，該研究結果可能促進新型模擬計算機的發展，從而使複雜優化問題能夠在線性時間裡獲得近似的解決方案。
Masashi Aono在接受採訪時稱，用於解決N個城市旅行推銷員問題的放射狀芯片中，當變形蟲最終找到一個近似解決方案時，變形蟲的身體總面積將增加N倍。
變形蟲似乎有一條“定律”，它提供凝膠物質，以恆定的速度在不發光的通道中擴張。然而，變形蟲如何保持近似溶液的質量，也就是實現最短路線的機制仍是一個未解之謎。
研究人員還預測稱，通過製造更大的芯片，變形蟲能夠解決數百個城市的“旅行推銷員問題”，雖然這可能需要數萬個通道。
更多精彩內容，關注望潮科技微信號（ID：tech_beat）
閱讀更多 望潮科技 的文章
