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Fungo projetista aprova projeto do metrô de Tóquio

Redação do Site Inovação Tecnológica – 09/02/2010

Fungo supera engenheiros no projeto de redes

O estranho organismo espalhou-se e formou uma rede que é comparável em eficiência, confiabilidade e custo, à infraestrutura da rede ferroviária de Tóquio.[Imagem: Science/AAAS]

Com milhões de anos de evolução biológica e toda a civilização e a cultura a seu favor, o que poderiam os engenheiros humanos aprenderem com um rudimentar fungo ameboide?

A construção de redes de comunicações e transportes mais seguras, mais eficientes e mais custo-efetivas parece ser um exemplo.

Projetista natural

Um experimento feito por pesquisadores japoneses e britânicos revelou que o plasmódio, o estágio vegetativo do organismo protista Physarum polycephalum, conectou-se a diversas fontes de comida de uma forma que é virtualmente idêntica à rede de estações do metrô de Tóquio.

A pesquisa sugere que o fungo gelatinoso pode traçar rotas eficientes para redes de conexão de diversos tipos, permitindo a melhoria de diversos sistemas tecnológicos, das redes de computador à rede de antenas de telefonia celular.

Mapa do metrô

Atsushi Tero, da Universidade de Hokkaido, juntamente com pesquisadores de outras universidades do Japão e do Reino Unido, colocaram flocos de aveia sobre uma superfície molhada, em posições que correspondem à localização das cidades vizinhas de Tóquio, e permitiram que o fungo crescesse a partir do centro.

Eles viram o estranho organismo, que tem uma só célula macroscópica e vários núcleos – uma espécie de meio caminho entre o unicelular e o pluricelular – espalhar-se e formar uma rede que é comparável em eficiência, confiabilidade e custo, à infraestrutura da rede ferroviária de Tóquio.

“Alguns organismos crescem sob a forma de uma rede interligada como parte de sua estratégia normal de descobrir e explorar novas fontes de alimento,” afirmam os cientistas em seu artigo.

“O Physarum é um organismo unicelular ameboide que se espalha sobre as fontes de alimento espalhadas… [Ele] pode encontrar o caminho mais curto através de um labirinto ou ligar matrizes diferentes de fontes de alimentos de uma maneira eficiente, com pequena extensão total e com distância média mínima entre as fontes de alimentos, com um alto grau de tolerância a falhas originadas por desconexões acidentais,” explicam eles.

Inteligência sem cérebro

Para aproveitar essa “inteligência sem cérebro” os cientistas capturaram os mecanismos-chave necessários para o fungo conectar suas fontes de alimento de uma forma eficiente e integraram esses mecanismos em um modelo matemático.

Eles sabiam que capturar a essência desse sistema biológico na forma de regras simples seria extremamente útil para subsidiar a construção redes auto-organizadas e eficientes no mundo real. Como o fungo passou por inúmeras rodadas de seleção evolutiva, estas fórmulas construídas com base em seus hábitos de alimentação podem gerar rotas mais eficientes para as redes de transporte e de comunicação.

Tero e seus colegas afirmam que seu modelo representa um ponto de partida para melhorar a eficiência e diminuir os custos das redes sem controle centralizado, como conjuntos de sensores remotos, redes móveis ad hoc e redes de computadores.

Bibliografia:

Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design
Atsushi Tero, Seiji Takagi, Tetsu Saigusa, Kentaro Ito, Dan P. Bebber, Mark D. Fricker, Kenji Yumiki, Ryo Kobayashi, Toshiyuki Nakagaki
Science
22 January 2010
Vol.: 327: 439-442
DOI: 10.1126/science.1177894

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