Eco-computación: Demostrando el poder computacional de los ecosistemas.

19 de abril de 2023

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por Kyoto University

El desarrollo de redes neuronales o herramientas de IA para análisis de datos está aumentando exponencialmente. Sin embargo, las redes existentes en ecosistemas naturales, como las redes de relaciones entre especies, tienen un potencial de procesamiento de información que ha permanecido en gran medida sin explotar. 

Ahora, un estudio realizado en la Universidad de Kyoto ha demostrado el poder computacional de los ecosistemas, proporcionando una nueva dirección para el desarrollo rápido de tecnologías de IA. Las simulaciones han confirmado que las redes ecológicas, como las interacciones presa-depredador, pueden procesar información eficientemente y utilizarse como recurso computacional.

'Hemos llamado a este enfoque cómputo del reservorio ecológico', dice el autor principal de Kyoto University, Masayuki Ushio.

Los investigadores desarrollaron dos tipos de cómputo del reservorio ecológico como prueba de concepto de que las redes ecológicas tienen poder computacional.

Un tipo es un enfoque basado en computadora llamado cómputo del reservorio ecológico in silico, que modela la dinámica ecológica hipotética y simula la respuesta del sistema. El segundo es un sistema empírico llamado cómputo del reservorio ecológico en tiempo real, que utiliza la dinámica poblacional en tiempo real del organismo unicelular Tetrahymena thermophila.

En el segundo enfoque, para confirmar el poder computacional de un sistema ecológico natural, el equipo de Ushio diseñó un experimento utilizando Tetrahymena thermophila. Después de ingresar los valores como la temperatura del medio de cultivo o los datos de entrada, el equipo obtuvo los números de células como salida del sistema. El estudio confirmó la posibilidad de que la población de Tetrahymena pudiera hacer predicciones cercanas del tiempo ecológico.

'Nuestros resultados también sugieren que puede haber una conexión entre la alta biodiversidad y el alto poder computacional, arrojando luz sobre nuevos valores de biodiversidad previamente desconocidos', agrega Ushio, actualmente investigador principal en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong.

'Una relación directa entre la diversidad de una comunidad y su capacidad computacional puede mejorar su cociente de biodiversidad'.

Las comunidades ecológicas procesan una gran cantidad de información en tiempo real en un ecosistema natural, donde el potencial de las interacciones ecológicas para servir como método de cómputo novedoso es significativamente alto.

'Nuestro nuevo método de cómputo podría llevar a la invención de nuevos tipos de computadoras. Además, al desarrollar una forma de medir la capacidad de procesamiento de información de un ecosistema natural, podemos encontrar pistas sobre cómo se mantienen las dinámicas del ecosistema', concluye Ushio.

El artículo 'Capacidad computacional de la dinámica ecológica' se publica en Royal Society Open Science.

Información de la revista: Royal Society Open Science

Proporcionado por: Kyoto University