¿Qué criaturas son maestros humanos? Rápido, rápido, rápido.

Los biólogos han fabricado hilos de seda avanzados, paracaídas resistentes a desgarros y cables de alta resistencia para puentes colgantes temporales gracias a la investigación sobre la seda de araña. Los barcos y submarinos están modelados a partir de peces y delfines.

Los misiles Sidewinder y otras armas modernas desarrolladas por científicos imitan la función de "ojos calientes" de las serpientes y sus lenguas, que están dispuestas como dispositivos de cámara con una capacidad natural de detección de infrarrojos.

El cohete despega siguiendo el principio de retroceso de las medusas y los calamares.

Los investigadores han desarrollado una gran cantidad de equipos de camuflaje militar para el ejército estudiando la capacidad de los camaleones para cambiar de color.

Los científicos estudiaron los ojos de rana e inventaron los ojos de rana electrónicos.

Las termitas no sólo usan adhesivo para construir sus montículos, sino que también rocían el adhesivo sobre sus enemigos a través de pequeños tubos en sus cabezas. Entonces la gente fabricó un arma funcional basándose en el mismo principio: un caparazón de goma seca.

La Fuerza Aérea de EE. UU. ha desarrollado un sensor térmico en miniatura utilizando la función "ojo de calor" del Viper.

Los técnicos textiles chinos se basaron en los principios de la biónica y la estructura del pelaje de los animales terrestres para diseñar un tejido térmico de barril pequeño que es resistente al viento y conductor de la humedad.

Basándose en el principio de que la mejilla de un Sidewinder puede sentir un cambio de temperatura de 0,001°C, los humanos inventaron el misil Sidewinder de seguimiento y persecución. Los humanos también diseñaron el sapo apisonador utilizando el principio de salto. Los humanos han imitado el muy sensible sentido del olfato de los perros policía y han creado "perros policía electrónicos" para su detección. Los científicos fabricaron las primeras máscaras antigás del mundo basándose en la capacidad única de detección de veneno del hocico del jabalí.

La biónica es un método que el ser humano viene utilizando, como los “bañadores de piel de delfín” que imitan la estructura de la piel de delfín. Cuando los científicos estudiaban la piel de las ballenas, descubrieron que tenía surcos y hundimientos. Así que un científico imitó la estructura de la piel de la ballena y cubrió la superficie del avión con una fina película. Según los experimentos, esto puede ahorrar un 3% de energía. . Si los aviones de todo el país estuvieran cubiertos con esas superficies, se podrían ahorrar miles de millones cada año. Para poner otro ejemplo, algunos científicos estudiaron las arañas y descubrieron que las arañas no tienen músculos en las patas. Los animales con patas pueden caminar principalmente mediante la contracción de los músculos. ¿Por qué las arañas caminan sin músculos? Después de una investigación, se descubrió que las arañas no caminan por contracción muscular, sino por una estructura "hidráulica", por lo que la gente inventó máquinas hidráulicas para caminar... En resumen, se inspiraron en la naturaleza y se inventaron imitando su estructura. Esto es biónica. Este es un aspecto que aprendemos de la naturaleza.

Por otro lado, también podemos utilizar sus principios para inspirarnos en las leyes naturales y el diseño (incluidos los algoritmos de diseño). Ésta es la idea de la informática inteligente.

Computación inteligente

Algunas personas también llaman a la computación inteligente "computación blanda". Se inspira en las leyes de la naturaleza (biología) y, basándose en sus principios, imita y diseña algoritmos para. resolver problemas. Tales como: tecnología de redes neuronales artificiales, algoritmo genético, planificación evolutiva, tecnología de simulación de incendios y tecnología de inteligencia de enjambre.

Inteligencia de enjambre

La capacidad de los insectos sociales para buscar alimento, defenderse de los enemigos y construir nidos confiando en la fuerza colectiva. La "inteligencia" mostrada por este grupo se llama inteligencia de grupo. Por ejemplo, las abejas recolectan miel y construyen nidos, las hormigas buscan comida y construyen nidos, etc. Inspirándonos en la cooperación entre insectos sociales, estudiamos este principio y diseñamos un nuevo algoritmo basado en él para resolver este problema.

Algoritmo de la hormiga

Cuando una hormiga busca comida, deja feromonas en el camino. Estas feromonas son como señales de tráfico, dejando marcas en el camino para las "hormigas" posteriores. Las hormigas detrás caminarán por el camino con feromonas (cuantas más feromonas, más fuerte será la capacidad de atraer hormigas). Los científicos han realizado experimentos al respecto: utilizando feromonas artificiales para dibujar un camino en papel y utilizando hormigas para experimentos. Como resultado, todas las hormigas caminaron por el camino cubierto con feromonas.

B

D

Alimento para hormiguero

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Cuando las hormigas buscan comida, desde el inicio desde el hormiguero, ya sea a lo largo de AC o ABC (vea la imagen de arriba). Cuando encuentren comida regresarán al nido por el mismo camino y dejarán feromonas en el camino, por lo que cuando regresen por el CA dejarán feromonas en el CA dos veces. Aquellos que regresan por ABC solo regresan al punto D. Debido a que su camino es largo, la feromona solo sale una vez en el segmento AD (es decir, la concentración de feromona en él es más ligera que la de AC), por lo que las hormigas forrajeras abandonan el nido en esta vez, caminarán por el camino de alta concentración de AC... Finalmente, la mayoría de las hormigas seguirán el camino más corto para encontrar comida. Utilizando este principio, los científicos diseñaron un algoritmo de hormigas (encontrar el camino más corto).

Lo anterior es un principio simple. Por supuesto, es necesario diseñar algoritmos viables para que el modelo sea más preciso, como tener en cuenta la volatilización de las feromonas (es decir, la concentración de hormonas disminuirá gradualmente con el tiempo). ).

Utilice el algoritmo de hormigas para encontrar el camino más corto

1. Un grupo de hormigas comienza aleatoriamente desde el punto de partida, encuentra comida, la agarra y regresa por el original. camino.

2. Las hormigas dejan marcas de feromonas en su camino de ida y vuelta.

3. La feromona se evaporará gradualmente con el tiempo (generalmente se puede describir mediante una función exponencial negativa, es decir, multiplicada por el factor e-at).

4. La probabilidad de que una hormiga elija un camino a partir del hormiguero es directamente proporcional a la concentración de feromonas en cada camino.

El algoritmo ant también se puede aplicar a muchos problemas prácticos, como reconstruir rutas de comunicación, gestionar la red telefónica de la empresa, cobrar a los usuarios, asignar tareas, etc.

No pares, sigue pensando.

Además, cada hormiga se considera una neurona, y la comunicación entre ellas se considera la conexión entre neuronas, pero la conexión en este momento no es fija, sino aleatoria. Es decir, se utiliza una red neuronal conectada aleatoriamente para describir un grupo. La esencia de esta red neuronal es la inteligencia del grupo.

Los científicos se inspiraron en una mancha gruesa en el extremo del ala de una libélula que es ligeramente más grande que el área circundante para resolver el problema de las alas de los aviones que se rompen debido a sacudidas violentas.