Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fruchtfliege: Vorbild für drahtlose Netzwerke

18.01.2011
Verteilte Systeme sollen Selbstorganisation der Nervenzellen kopieren

Verteilte Systeme sind von größter Bedeutung in der IKT, ihre effiziente Umsetzung aber schwierig. Ein amerikanisch-israelisches Team um den Informatiker Ziv Bar-Joseph von der Carnegie Mellon University hat nun vorgeschlagen, dass die Informatik von der gemeinen Fruchtfliege lernt. Denn die Nervenzellen von Fruchtfliegen organisieren sich im Larven- und Puppenstadium auf sehr effiziente Art selbst.


Fruchtfliege: Vorbildlich organisierte Nervenzellen
Foto: flickr.com/Adam Chamness, cc by-sa 2.0

Das ist ein Vorbild für Algorithmen zur Netzwerkorganisation, so die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Magazins Science. Insbesondere ist der Ansatz interessant, wenn bei Zahl und Ort der Knoten nicht vorab bekannt sind, wie bei drahtlosen Netzwerken meist der Fall. Mögliche Anwendungsgebiete sind somit beispielsweise Sensornetzwerke zur Umweltüberwachung oder Roboterschwärme.

Organisation ohne Vorwissen

Beim Aufbau eines verteilten Systems muss eine möglichst kleine Zahl an Rechenknoten eine schnelle Kommunikation mit dem gesamten Netzwerk erlauben. Zwei dieser führenden Prozessoren sind nie direkt miteinander verbunden, aber jeder andere grenzt an zumindest einen Führungsknoten. Das Problem ist, letztere zu bestimmen. Der große Nachteil bisheriger Lösungsmethoden ist dabei laut Bar-Joseph, dass die einzelnen Systemknoten dabei vorab wissen müssen, wie sie im Netzwerk verbunden sind. Genau dafür verspricht das Vorbild Fruchtfliege Abhilfe.

Die Insekten nutzen winzige Borsten, um ihre Umgebung wahrzunehmen. Jede Borste entsteht dabei aus einer Sinnesorgan-Vorläuferzelle. Diese ist von Nervenzellen umgeben, aber nie direkt mit anderen Vorläuferzellen verbunden. Da einzelne Zellen im Nervengewebe nicht wissen, wie sie mit anderen verbunden sind, setzt die Entwicklung der Fruchtfliege auf einen einfachen Trick. Wenn eine Zelle zur Vorläuferzelle geworden ist, sendet sie ein Signal an ihre Umgebung, damit ihre Nachbarn nicht auch zu Vorläufern werden. Am Ende ist somit jede Nervenzelle entweder selbst Sinnesorgan-Vorläufer oder mit einem solchen verbunden.

Genial einfach

"Das ist eine so einfache du intuitive Lösung, dass ich kaum glauben kann, dass wir darauf nicht schon vor 25 Jahren gekommen sind", meint Noga Alon, Mathematik- und Informatikprofessor an der Universität Tel Aviv http://tau.ac.il/index-eng.html . Erste Versuche mit einem Fruchtfliegen-Algorithmus stimmen die Forscher ptimistisch. "Die Laufzeit war etwas größer als bei derzeitigen Ansätzen. Aber der biologische Zugang ist effizient und robuster, weil er nicht so viele Annahmen erfordert", erklärt Bar-Joseph. Er ist überzeugt, dass die Lösung vielseitig Anwendung finden kann.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://cmu.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Placebo-Effekt hilft nach Herzoperationen
11.01.2017 | Philipps-Universität Marburg

nachricht Innovation: Optische Technologien verändern die Welt
01.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau