Naukowcy z Japonii i Wlk. Brytanii odkryli, że śluzowca można wykorzystać do udoskonalenia rozmaitych systemów technologicznych. Wyniki badań opublikowane w czasopiśmie Science stanowią dorobek projektu MMCOMNET (Pomiar i modelowanie złożonych sieci w różnych dziedzinach), który otrzymał 1,5 mln EUR z tematu Nowe i pojawiające się nauki i technologie (NEST) Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

Inżynierowie wykorzystali galaretowatą, podobną do grzyba pleśń o nazwie Physarum polycephalum, aby sprawdzić, czy może ona stanowić realną i tańszą alternatywę w budowaniu sieci. Naukowcy pod kierunkiem dr Atsushi Tero z Uniwersytetu Hokkaido w Japonii odkryli, że śluzowiec przywarty do źródła pożywienia rozpościera się we wzór niezwykle podobny do układu torów kolejowych w japońskiej stolicy Tokio.

Rozkładając płatki owsiane na wilgotnych powierzchniach w okolicach odpowiadających lokalizacji miast wokół Tokio zespół pozwolił, aby pleśń P. polycephalum rozrosła się na zewnątrz centrum. Zdaniem zespołu śluzowiec zorganizował się, rozrósł i zbudował sieć o cechach przypominających sieć kolejową Tokio: skuteczną, niezawodną i opłacalną.

"Niektóre organizmy rozwijają się w postaci wzajemnie powiązanej sieci w ramach swojej zwykłej strategii poszukiwania żywności, aby odkrywać i wykorzystywać nowe zasoby" - wyjaśnia naczelny autor, dr Tero. "Physarum to duży, jednokomórkowy ameboidalny organizm, który poszukuje źródeł żywności rozproszonych niczym łaty... Potrafi odnaleźć najkrótszą drogę przez labirynt lub połączyć różne źródła żywności w skuteczny sposób w sieci o niewielkiej, łącznej długości, która cechuje się jednocześnie krótkimi, średnimi odległościami minimalnymi pomiędzy parami źródeł żywności i wysokim poziomem tolerancji na awarię z powodu przypadkowego rozłączenia."

Zespół przyznał, że zrozumienie mechaniki tego układu biologicznego pozwoliłoby pogłębić wiedzę na temat opracowywania samoorganizujących się i opłacalnych sieci w świecie rzeczywistym. Naukowcy uchwycili podstawowe mechanizmy wykorzystywane przez śluzowca do połączenia swoich źródeł pożywienia w skuteczny sposób, a następnie włączyli je do modelu matematycznego.

Dzięki swojej pracy odkryli, że zwyczaje żywieniowe śluzowca w szczególności mogą zostać wykorzystane w branży nowych i pojawiających się nauk i technologii do tworzenia skuteczniejszych, adaptacyjnych projektów sieci komunikacyjnych i transportowych.

W publikacji pt. Perspective, która ukazała się w magazynie Science, profesor Wolfgang Marwan z Uniwersytetu im. Otto von Guericke w Niemczech, napisał: "Model ujmuje podstawową dynamikę adaptacyjności sieci poprzez interakcję lokalnych zasad i pozwala budować sieci o właściwościach porównywalnych z sieciami infrastrukturalnymi w rzeczywistym świecie albo nawet lepsze.

Praca dr Tero i jego kolegów stanowi fascynujący i przekonujący przykład tego, [w jaki sposób] biologicznie zainspirowane czysto matematyczne modele mogą doprowadzić do całkowicie nowych i wysokowydajnych algorytmów, pozwalających wyposażyć systemy techniczne w niezbędne cechy żywych układów w takich dziedzinach np. jak informatyka."

Zdaniem dr Tero ten innowacyjny model może pomóc w budowaniu wydajniejszych i tańszych samoorganizujących się sieci, takich jak mobilne sieci typu ad hoc czy układy zdalnych czujników.

W badaniach wzięła również udział Japońska Agencja Naukowo-Technologiczna (JST), Uniwersytet w Hiroszimie w Japonii i Uniwersytet Oksfordzki w Wlk. Brytanii.

Naukowcy współpracujący w ramach projektu MMCOMNET pochodzili z Francji, Niemiec, Polski, Szwajcarii, Szwecji i Wlk. Brytanii.

Za: CORDIS