استفاده عروس دریایی از شیوه محاسباتی ابررایانه ها

سینا پرس: نوعی عروس دریایی که به خاطر شکل خاص خود، عروس دریایی بشکه ای (Rhizostoma octopus) نامیده می شود، از راهبردی به نام «تبرید شبیه سازی شده» (simulated annealing) استفاده می کند. این همان شیوه ای است که بسیاری از ابررایانه ها برای دستیابی سریع با پاسخ در محاسبات خود بهره می برند.

 

تبریدشبیه سازی شده نوعی الگوریتم ریاضیاتی است که توسط یک ابررایانه برای محاسبه یافتن پاسخ به شکلی سریع و در کمترین زمان ممکن مورد استفاده قرار می گیرد. عروس دریایی بشکه ای به شکل غریزی از این راهبرد برای نزدیک تر شدن به تعداد بیشتری پلانکتون استفاده میکند. گفتنی است پلانکتون اصلی ترین غذای عروس دریایی است.

 

بر اساس ادعای این مطالعه که توسط دکتر اندی رینولدز از مرکز پژوهش های کشاورزی بریتانیا به انجام رسیده، تاکنون چنین رفتاری در هیچ گونه حیوانی مشاهده نشده است.

البته بسیاری از جانوران شکارچی از الگوهای ریاضیاتی برای شکار استفاده می کنند. یکی از این شیوه ها که بسیار هم رایج است، «گام برداشتن لوی» (Levi walking) نام دارد. این شیوه در واقع شکلی ساده تر شده از رویکرد پیچیده ای است که عروس دریایی بشکه ای مورد استفاده قرار می دهد.

«گام برداشتن لوی» نوعی قدم زدن است که در آن گام های کوچکی برداشته می شود و در میان آن به صورت پراکنده و البته به ندرت، گام های بزرگتری نیز وجود دارد. این شیوه که در ریاضی هم کاربرد دارد به افتخار «پاول لوی» (ریاضی دان برجسته فرانسوی) که آثار مهمی در زمینه نظریه احتمال دارد نامگذاری شده است.

با اینکه شاید از نظر شما این شیوه از جستجو برای یافتن شکار عجیب به نظر برسد، اما جالب است که ما انسان ها هم از رویکردی مشابه برای نمونه در یافتن وسایل گمشده استفاده می کنیم. برای مثال فرض کنید سوئیچ خودروتان گم شده است. ابتدا با دقت بخش های مختلف مبل را بررسی می کنید و در صورت پیدا نشدن به سراغ کمک لباس می روید و به این ترتیب هر بار بخش های مختلف یک قسمت را  مورد جستجو قرار داده و سپس به سراغ قسمتی دیگر می رویم.

کوسه ها، پنگوئن ها، زنبورهای عسل، مورچه ها و لاک پشت ها از جمله حیواناتی هستند که از شیوه «گام برداشتن لوی» برای یافتن شکار خود بهره می برند.

اما شیوه مورد استفاده عروس دریایی بشکه ای متفاوت است، زیرا این شیوه به مراتب کامل تر و پیچیده تر از گام برداشتن لوی است.

 

عروس دریایی چگونه شکار خود را می یابد.

عروس دریایی ابتدا در عمق خاصی از آب به دنبال شکار می گردد و سپس به عمقی دیگر در بالا یا پایین عمق فعلی می رود. اگر باز هم نتوانست در این عمق به شکار دست یابد، دوباره به عمق قبلی باز می گردد.

با اینکه تا پیش از این برخی از دانشمندان بر این باور بودند که این شیوه عروس دریایی به نوعی اتلاف وقت است و او را از شکار باز می دارد، اما دکتر رینولدز بر این باور است که این رویکرد بسیار موثر است و شباهت بسیاری به شیوه مورد استفاده توسط ابررایانه ها دارد. در واقع عروس دریایی با این شیوه می تواند به تجمعی دارای تعداد بیشتری پلاکنتون دست یابد.

اما چرا سایر جانوران از چنین رویکردی استفاده نمی کنند؟ دکتر رینولدز دلیل این مساله را تفاوت میان تغذیه عروس دریایی و بسیاری دیگر از جانوران می داند. عروس دریایی برای ادامه حیات باید مقدار زیادی پلاکنتون مصرف کند و به همین دلیل زمان زیادی را به جستجو برای یافتن غذا اختصاص می دهد. به همین دلیل شیوه شکار او با شیوه شکار موجوداتی نظیر کوسه یا پنگوئن که با یک بار شکار در روز نیز سیر می شوند متفاوت است.

دکتر رینولدز می گوید: «شیوه جستجوی لوی برای یافتن غذای بعدی به کار می رود، حال آنکه شیوه تبرید شبیه سازی شده برای یافتن بهترین و بزرگترین منبع غذایی کاربرد دارد. حیواناتی نظیر لاک پشت یا بسیاری از ماهی ها، طیف گسترده ای غذاها را مصرف می­کنند، حال آنکه عروس دریایی فقط پلاکنتون می خورد و به همین دلیل دستیابی به بیشترین تجمع پلاکنتون برای این حیوان از اهمیت زیادی برخوردار است».

گفتنی است مدلهای ریاضیاتی و رایانه ای، درست همانند شیوه شکار عروس دریایی بشکه ای، از این راهبرد برای یافتن بهترین راه حل ممکن و نه فقط چندین راه حل بالقوه استفاده می کنند.

No tags for this post.