A számítástechnika különösen izgalmas területei közé tartozik a szokatlan számítási módszerek tanulmányozása. Ezeket a kutatásokat két dolog hajtja: egyrészt a „hagyományos” számítógépek meglehetősen rossznak bizonyulnak az energia hatékony felhasználásában, teljesítményük akár nyolc nagyságrenddel is elmaradhat az elméletileg lehetséges maximumtól. Ezzel összefügg a második ok, amiért érdemes ilyen módszereket kutatni: úgy tűnik, hogy a természet viszont igen hatékony metódusokat fejlesztett ki az olyan specifikus komputációs feladatok végrehajtására, mint amilyen például a mintafelismerés.
A nyolcvanas években Ed Fredkin és Tommaso Toffoli azt tanulmányozták, hogy lehetséges-e számítógépet építeni biliárdgolyókból. Mechanikus számítógépük működését elektronikus jelek helyett a golyók súrlódásmentes környezetben történő, newtoni dinamikán alapuló mozgása, és tökéletes visszapattanásai irányították volna. A modellben az információt a csatornában lévő golyók jelenléte vagy hiánya tartalmazta. Ez az információ egy sor kapun haladt át, amelyeknek a golyók vagy nekiütköztek, és ütközés által meghatározott irányba haladtak tovább, vagy nem ütköztek neki, és változatlan sebességgel folytatták útjukat.
Yukio-Pegio Gunji a japán Kobe University kutatója munkatársai segítségével lényegében ezt a számítógépet építette meg, csak éppen katonarákokat használt biliárdgolyók helyett. Ezek az élőlények különösen alkalmasnak tűnnek az információ feldolgozásának említett módszeréhez. A homok mélyén élnek, és apály idején százas-ezres rajokban özönlenek a felszínre. Kisebb csoportok nem vállalkoznak az öböl átszelésére, de a nagyobb rajok együttesen már gond nélkül nekiindulnak a víznek. A rajban haladó rákok tanulmányozása során kétféle viselkedési formát figyeltek meg: a raj közepén találhatók egyszerűen követik a közvetlen szomszédaikat, de amint a raj szélén találják magukat, agresszív vezető módba kapcsolnak. Ilyenkor nagy lendülettel indulnak neki az egész rajjal a nyomukban, amíg a turbulencia vissza nem dobja őket a csoport belsejébe. A raj „vezetése” így folyamatosan változik.
A japán kutatók kísérletei során kiderült, hogy a raj viselkedése könnyedén befolyásolható. Ha a csoport egy falakkal határolt folyosóra kerül, követni a fogja a fal vonalát, akár egy biliárdgolyó. Az indulás irányát árnyékolással manipulálták a tudósok, mivel ez a ragadozó madarakra emlékezteti a rákokat, így az árnyékkal ellenkező irányba igyekeznek. Ha két ilyen élő golyóbis összetalálkozik, a rajok összeolvadnak, és sebességvektoraik összegének megfelelő irányba folytatják útjukat.
A kutatók először számítógépen szimulálták a rákok áthaladását különböző logikai kapukon, majd az áramkörök fizikai változatát is megépítették a laborban, és negyven valódi rákkal ki is próbálták a rendszer működését.
A végeredmény egyelőre vegyes képet mutat: képesek voltak egészen jól működő VAGY kaput (OR gate) létrehozni, ahol az egy vagy a két rajból összeolvadt csoportnak egy folyosón kell továbbhaladnia. A jóval bonyolultabb felépítésű ÉS kapunál (AND gate) azonban már gond mutatkozott a két rajos bemenetnél: az összeolvadt rajnak ugyanis három választási lehetősége is van, melyek közül logikailag a középsőn útvonalat kellene választaniuk, ez azonban nem mindig történt így. Ha csak egy bemeneti raj volt, az sem mindig haladt egyenesen. A kutatók bizakodnak abban, hogy ha sikerül a rákok számára barátságosabb környezetet teremteni, akkor a „számítógép” megbízhatósága is növekedni fog ez által.
A „rákraj-bitekkel” operáló számítógép nem mostanában fogja átvenni otthoni gépeink helyét, de az elgondolás mindenképp figyelemre méltó. Várjuk a folytatást!
