Слизевики – «разумные» простейшие - Заброшенная лаборатория. Форум

Заброшенная лаборатория. Форум: Слизевики – «разумные» простейшие - Заброшенная лаборатория. Форум

Перейти к содержимому

Страница 1 из 1
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

Слизевики – «разумные» простейшие

#1

Статус: Offline

  kovolchik  31 Май 2012 - 03:42

  • Старший научный сотрудник
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 437
  • Регистрация: 07 Май 11

Японские ученые создали нового робота по образу и подобию слизевика. Чем же это неприглядное существо заслужило почетное право быть прототипом японского чуда-техники? Оказывается, слизевик, напрочь лишенный способности думать и чувствовать, способен на многое: быстро находить выход из сложных лабиринтов, легко справляться с головоломками, принимать решения в экстремальных ситуациях и даже "запоминать" особенно важные моменты своей жизни.

Прикрепленное изображение: слизевик.jpg
0
5

#2

Статус: Offline

  kovolchik  31 Май 2012 - 03:51

  • Автор темы
  • Старший научный сотрудник
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 437
  • Регистрация: 07 Май 11

С первого взгляда сложную организацию слизевиков, или так называемых миксомицетов, заметить нелегко. Однако даже кратковременное наблюдение за их поведением показывает удивительную картину – действия слизевиков слажены и «продуманы» до мелочей. Американский биолог Джон Тайлер Боннер, впервые описавший этих чудо-животных, рассматривал микроскопические комочки слизи как упрощенную модель человеческого эмбриона.

Прикрепленное изображение: Слизевик_1.jpg
Прикрепленное изображение: Слизевик_2.jpg
Прикрепленное изображение: Слизевик_12.jpg

Первые слизевики появились на нашей планете около 600 миллионов лет назад. Миксомицеты были одними из первых существ, которые осмелились покорить сушу. Если тщательно присмотреться вокруг, слизевиков можно найти практически везде. Существует более тысячи видов миксомицетов, некоторые из них селятся на листьях комнатных растений. Но любимое место обитания слизевиков – гнилая древесина. Слизевики никогда не живут в одиночку. Колонии клеток объединяются в единое целое и направляют свои усилия на достижение общих целей – преодолеть препятствия, подползти к источнику пищи, и в случае необходимости – увернуться от раздражающего воздействия. Скорость перемещения слизевиков измеряется в десятых долях миллиметра в минуту. На первый взгляд, это совсем немного. Но если учесть, что габариты каждой клетки не превышают нескольких микрометров, то слизевиков можно назвать настоящими гонщиками. Иногда слизевики собираются в огромном количестве и образуют гигантскую псевдоклетку размером до нескольких десятков сантиметров.

Прикрепленное изображение: Слизевик_6.jpg
Прикрепленное изображение: Слизевик_5.jpg

Движение к поставленной цели – не единственное умение слизевиков. Дружная колония миксомицетов точно знает, куда перемещаться и что делать. Если в радиусе доступности отсутствует пища, умный слизевик находит более важное занятие – приступает к процессу размножения. Колония миксомицетов заползает на ближайший пень или любую другую возвышенность и становится практически неузнаваемой. Слизистая амебовидная масса превращается в гриб с длинной ножкой и округлой шляпкой. Именно поэтому изначально слизевиков причисляли к царству грибов. Все клетки этого сложного организма устроены абсолютно одинаково, но отдельные части «гриба» выполняют абсолютно разные функции. Клетки, расположенные в шляпке псевдогриба, считаются «привилегированными», поскольку именно они имеют возможность распространять споры. Клетки, которым не удалось расположиться в верхней части, всеми силами пытаются выжить своих собратьев и переместиться из ножки в шляпку. Процесс борьбы за вершину псевдогриба выглядит со стороны как настоящая битва.

Прикрепленное изображение: Слизевик_3.jpg
Прикрепленное изображение: Слизевик_8.jpg
Прикрепленное изображение: слизевик_10.jpg

О том, что слизевики не являются настоящими грибами, биологи узнали несколько позже. Тщательно проанализировав образ жизни миксомицетов, ученые пришли к следующим выводам. Во-первых, грибы, в отличие от слизевиков, не имеют возможности перемещаться. Во-вторых, способ питания миксомицетов мог бы вызвать у настоящих грибов (если бы они умели удивляться) только неподдельное недоумение. Если организмы, относящиеся к царству грибов, расщепляют пищу и только после этого ее всасывают, то слизевики заглатывают лакомый кусочек, и только потом начинают его переваривать. Еще одно отличие миксомицетов от грибов – полное отсутствие у слизевиков прочного хитина.

Прикрепленное изображение: Слизевик_9.jpg
Прикрепленное изображение: Слизевик_4.jpg
Прикрепленное изображение: Слизевик_11.jpg

Биологи научились выращивать миксомицетов в искусственных условиях. Поселив колонии слизевиков в лабораториях, ученые пристально наблюдали за их поведением. Специалисты неоднократно подтверждали способность слизевиков находить выходы из запутанных лабиринтов. Оказалось, что «умные» существа умеют не только перемещаться из одной точки в другую, но и находить кратчайшее расстояние между двумя объектами.


Прикрепленное изображение: Слизевик и лабаринт.jpg

Ученых удивляет не столько оригинальный способ перемещения слизевика по поверхности, сколько сама возможность находить правильный путь без использования хотя бы самых примитивных нейронных связей. Британские биологи расположили кусочки пищи на отметках крупных городов на карте и с удивлением обнаружили, что траектория перемещения слизевиков практически полностью совпадает с расположением дорожных магистралей, связывающих города по оптимальному пути. Оказалось, что с поиском оптимального решения слизевики справляются наравне с современными компьютерами. Находчивые японские ученые попытались применить такую способность слизевиков на практике. Схема транспортного сообщения в Токио была скорректирована по «подсказкам» слизевиков. Изобретение японцев было по достоинству оценено комитетом Шнобелевской премии.

Прикрепленное изображение: карта транспортных линий в районе Токио.jpg
Прикрепленное изображение: сравнение.jpg

Навыки, полученные в течение жизни, слизевики умеют запоминать и применять их в нужный момент. Способность к обучению была подтверждена в следующем эксперименте. Ученые заметили, что влажный воздух заставляет миксомицетов двигаться быстрее, а сухой – наоборот, замедляет перемещение. Чередуя поток влажного и сухого воздуха, ученые со временем зафиксировали интересную особенность: перед очередной подачей сухого воздуха слизевики снижали скорость. Миксомицет легко запоминал последовательность изменения влажности воздуха и постепенно научился «предчувствовать» такие перемены.
Наконец, слизевики умеют сравнивать объекты и оценивать ситуацию критически. Например, из двух кусочков еды, расположенных в темном и светлом месте, слизевики, испытывающие антипатию к яркому свету, выбирали пищу из темного уголка. Более того, в неблагоприятных условиях миксомицеты принимали жизненно важные решения намного быстрее, чем в стабильной обстановке. Ученые сравнили такую способность слизевиков с умением рисковать.
Специалисты провели еще одни оригинальный эксперимент. В течение нескольких суток производилась запись электрической активности слизевиков, полученные импульсы были перекодированы в звуковые сигналы. Сжав все «ноты» в полторы минуты, ученые получили вот такую мелодию:

Музыка, созданная слизевиками.

0

#3

Статус: Offline

  kovolchik  31 Май 2012 - 03:51

  • Автор темы
  • Старший научный сотрудник
  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 437
  • Регистрация: 07 Май 11

Робот-слизевик.

Робота, очень похожего на слизевика, японские ученые назвали Slimy. Он умеет перемещаться по градиенту, а именно – по траектории, которая не была задана заранее. Отличительная особенность таких роботов – мягкое и пластичное тело. Наполненный воздухом полимерный мешок по всему периметру снабжен цилиндрическими двигательными элементами, соединенными между собой пружинами. Растяжение пружины происходит под действием крошечных электромоторов, а уровень деформации упругого элемента контролируется специальными датчиками. Подвижные элементы могут работать в одном из двух режимов – либо скользить по поверхности, либо зацепляться за преграды посредством встроенных электромагнитов.


Направление движение робота зависит исключительно от состояния и расположения двигательных элементов. Таким образом, не имея никакой централизованной системы управления, робот-слизевик может менять форму, растягиваться, сжиматься, протискиваться сквозь узкие щели, а после прохождения препятствия вновь обретать прежнюю форму. При этом кажется, что робот тщательно обдумывает каждое телодвижение, а в каждое растяжение-сжатие вкладывает особый стратегический смысл.


Пока что роботы Slimy не могут похвастаться такой же «сообразительностью», как у слизевиков, однако японцы считают свой проект достаточно перспективным. Такие исследования помогут двигаться роботам будущего более пластично и слаженно, а в экстремальных ситуациях – быстро принимать нужные решения. По сути, изучение поведения слизевиков – первый шаг на пути к созданию биокомпьютера будущего.

0

Поделиться темой:


Страница 1 из 1
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

Чтобы ответить в тему нужно Зарегистрироваться , это займет не больше минуты.

Свернуть категорию Похожие темы

  Название темы Автор Статистика Последнее сообщение
Нет тем.

1 человек читают эту тему
0 пользователей, 1 гостей, 0 скрытых пользователей

Быстрый переход

Рекламные объявления:



Активные темы