Vinska mušica rešila problem distributivne kompjuterske mreže

Vinska mušica, i njena nervna mreža su pravo malo otkriće među arhitektama današnjih kompjutera. Da preciziramo, u pitanju je ne sama mušica nego njena larva dok je još učaurena, a njihova efkasnost (i dizajn) je inspiracija za nove i bolje distributivne kompjuterske mreže.

Naučnici koji su pratili razvitak ovih učaurenih insekata smatraju da mogu da oponašaju njihov sistem upravljanja mrežom. Ono što ovi insekti mogu da reše jeste distributivni zadatak kod malih ili velikih mreža koje, ustvari, povezuju nezavisne kompjutere u radnu jedinicu (mrežu) koja rešava konkretan, zajednički problem. Nekada se to pominje u žargonu kao “farma kompjutera” i često se može čuti kod produkcije zahtevnih video efekata koji treba da se implementiraju u filmove.

Nije prvi put da su insekti ti, koji nude rešenja za ljude koji se bave unapređenjem kompjuterske tehnike. Slične mogućnosti imaju i pčele i pokazale su se bržim od današnjih super kompjutera. Međutim, pokazalo se i to, da su voćne mušice još efikasnije od onoga što nude pčele kao rešenje (ali, nema meda). Proučavajući njihov pristup moguće je doći do efikasnijih kompjuterskih (žičanih i bežičnih) mreža.

Distribucija zadataka i operacija unutar mreže kompjutera (ili procesora) je srž problema. Neki od kompjutera su označeni kao “vođe”, a njihova je uloga da skupljaju podatke iz ostalih delova mreže i da ih, jelte, distribuiraju, prosleđuju kroz celu mrežu. Efikasno rešavanje ovog, naizgled, jednostavnog zadtaka predstavlja jedan od najvećih izazova razvoja kompjutera. S druge strane čini se da milioni ćelija u nervnom sistemu pomenute mušice, to rade vrlo lako i po automatizmu. Ako zamislimo da su sve nervne ćelije ovog insekta jedna velika mreža procesora, primećeno je da neke (nekoliko njih) od njih se grupišu i samoproklamuju u vođe. Ono što nove vođe urade kada se jednom organizuju i samo postave na vlast, jeste da pošalju hemijski signal svojim susedima, koji će inhibirati njihovu potrebu da postanu vođe. Ovo nema veze sa politikom, čista pragmatična raspodela vlasti iz potrebe.

Kod insekata je to bilo praćeno metodom fluorescentne mikroskopije, i mogli su da isprate kompleteno uspostavljanje mreže, koje je trajalo 3 sata.

To je mnogo bolje nego što je do sada čovek osmislio. Sledi dalje tvrdnja: “Ovo je tako jednostavno i intuitivno rešenje, da ne mogu da poverujem da se toga nismo setili još pre 25 godina”. Ovo su reči koautora studije, Noga Alona, matematičara i naučnika na univerzitetu u Tel Avivu i instituta za napredene studije u Prinstonu (Princeton).

Videvši kako cela stvar radi, istraživači su razvili algoritam zasnovan na principu samo izbora. Kada su ga jednom iskoristili, pokazao se posebno efikasan kod promenjljivih mreža gde pozicija svakog čvora i njihov broj nije siguran, nego stalno promenljiv. U poslednje vreme ima dosta novih polja istraživanja gde je primena ovakvih mreža neophodna, kao kod nove oblasti robotike – rojevi robota (robot swarms).

Ovde treba dodati, da potreba za povećanom efikasnosti distributivnih mreža proizilazi iz vrlo praktičnih ralzoga. Kada se jednom uspostave kompjuterske mreže predodređene da rade na nekom zajedničkom problemu, to često znači da će biti neprekidno operativne. Kompjuteri koji stalno rade, ustvari stalno koriste struju i efikasnost ovakovog sistema se meri po potrošenom vatu (watt) električne energije. Odmah biva jasno, da utrošena električna energija mora imati svoje opravdanje. Stoga, ako se ista mreža može učiniti efikasnijom sa primenom nekog novog algoritma, pa čak baziranom na organizaciji ćelija kod vinske mušice, što to ne probati i iskoristiti?

Na žalost, krilatica “pametan kao pčelica…” je postala sada prevaziđena. Vinska mušica rules…

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *