Sistema nervoso da mosca-da-fruta resolve problema computacional

Trabalho pode ajudar a otimizar o uso de redes de computadores e sensores sem fio

Alessandro Greco, especial para o iG |

O encontro entre dois pesquisadores muitas vezes pode dar um direcionamento ímpar à ciência. Quando Ziv Bar-Joseph, da Universidade Carnegie-Mellon, nos Estados Unidos, encontrou com o grupo de Naama Barkai, do Instituto Weizmann, em Israel, um fenômeno desses ocorreu. “Naama e o grupo dela estudaram como o cérebro das moscas-das-frutas se desenvolvem. Visitei-os e enquanto assistia a um seminário me dei conta que [o que eles fizeram] era muito similar a um problema bem conhecido e estudado em ciência da computação(..) Quando vimos que os problemas eram similares descobrimos que as estratégias para resolvê-los também eram. A diferença é que as moscas eram capazes de realizar a tarefa com um conhecimento [informações] muito mais limitado do que os algoritmos de computadores [criados pelos humanos]”, explicou Bar-Joseph ao iG .

Basicamente o que as moscas fizeram foi desenvolver um sistema muito eficiente para organizar as estruturas que utiliza para sentir e ouvir o mundo. Com um mínimo de comunicação entre elas e sem o conhecimento prévio de como estão conectadas entre si, suas células do sistema nervoso em desenvolvimento conseguem se organizar e fazer com que um pequeno número lidere o esquema e faça as conexões com todas as outras células nervosas. A tecnologia é similar à usada para gerenciar as chamadas redes de computação distribuídas que realizam tarefas como fazer buscas na internet.

O próximo passo do trabalho, publicado nesta quinta (13) na revista científica Science, foi então determinar como as células nervosas dos insetos conseguiam realizar essa façanha e se era possível criar um algoritmo similar para redes de computadores baseado em como elas resolviam o problema. A resposta foi sim. “Não testamos ainda o algoritmo em uma aplicação real (…) mas nos dois quesitos [ tempo e mensagem] ele foi muito bem”, afirmou Bar-Joseph. Algoritmos são analisados primeiramente em termos de quanto tempo demoram para rodar e quantas mensagens são necessárias para que seja executado. Quanto menos mensagens melhor pois há menos congestionamento [de informação] e menos uso de energia.

“É um pouco mais lento do que os algoritmos atuais, mas usa muito menos mensagens e cada uma delas é muito menor o que faz com que execute mais eficientemente sua função. Isso é especialmente importante para redes de sensores sem fio, que são aparelhos pequenos e precisam conservar energia pois podem ser deixados em um local durante muito tempo.”, explicou ele.

A pesquisa abre caminho para que outras soluções para problemas computacionais sejam encontradas em sistemas biológicos. Um exemplo é outro trabalho também desenvolvido por Bar-Joseph e Naama. “Em grandes redes de computadores, como o Google, cada servidor tem diversos backups e se um deles para de funcionar isso não aparece para o usuário. De forma similar, os sistemas biológicos desenvolveram programas de backup sofisticados para [a produção] de proteínas nas células. A solução encontrada por eles é provavelmente diferente da solução computacional já que é baseada na similaridade entre as proteínas mas talvez seja possível adaptá-la para redes computacionais e criar uma tecnologia mais robusta”.

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