Un moho crece como el sistema ferroviario de Tokio

SINC
21/01/10

Un equipo de investigadores japoneses y británicos ha comprobado que un moho mucilaginoso crece y se conecta a fuentes de alimentos dispersas siguiendo un diseño prácticamente idéntico al del sistema ferroviario de Tokio, según publican esta semana en Science. Los ingenieros podrían inspirarse en este descubrimiento para diseñar redes más eficientes.

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Un reciente experimento sugiere que Physarum polycephalum, un moho gelatinoso con aspecto de hongo, podría mostrar el camino para la mejora de sistemas tecnológicos como las robustas redes de comunicación de ordenadores o de móviles. ¿Qué podrían aprender los ingenieros de este humilde moho? Aparentemente, una construcción en red fiable y a un precio asequible.

El investigador Atsushi Tero, de la Universidad de Hokkaido en Japón, junto con colegas de otras partes de aquel país y del Reino Unido, colocó copos de avena sobre una superficie húmeda en lugares que se corresponden con las ciudades que rodean a Tokio, y dejó que creciera el moho Physarum polycephalum desde el centro hacia fuera. Los investigadores observaron que el moho mucilaginoso se autoorganiza, extiende y forma una red comparable en eficiencia, fiabilidad y coste con la estructura real de la red ferroviaria de Tokio.

"Ciertos organismos crecen en forma de red interconectada como parte de su estrategia normal de búsqueda de alimentos para descubrir y explotar nuevos recursos", escribe Tero en un artículo que esta semana publica Science. "Physarum es un organismo ameboide unicelular grande que busca fuentes de alimentos distribuidas de forma fragmentaria... Puede encontrar la ruta más corta a través de un laberinto o conectar diferentes conjuntos de fuentes de alimentación de forma eficiente con una longitud total reducida, pero con una distancia promedio mínima entre parejas de fuentes de alimentación, y con un elevado grado de tolerancia a desconexiones accidentales".

Los investigadores sabían que capturar la esencia de este sistema biológico en reglas sencillas podría resultar útil para documentar la construcción de redes autoorganizadas en el mundo real a un precio asequible. Capturaron los mecanismos básicos que necesita el moho mucilaginoso para conectar sus fuentes de alimentación de forma eficiente y las incorporaron a un modelo matemático.

Dado que el moho mucilaginoso ha estado sujeto a incontables rondas de selección evolutiva, esta fórmula basada en sus hábitos alimenticios podría proporcionar un camino para crear diseños de redes más eficientes y adaptables para el transporte y las comunicaciones.

Desde la misma perspectiva, Wolfgang Marwan, de la Universidad Otto von Guericke de Alemania, indica: "El modelo captura la dinámica básica de la adaptación a redes a través de la interacción de reglas locales, y produce redes con propiedades comparables a las de las redes de infraestructuras reales e incluso mejores... El trabajo de Tero y sus colaboradores proporciona un ejemplo fascinante y convincente de que los modelos matemáticos puros inspirados en la biología pueden generar algoritmos nuevos y muy eficientes capaces de proporcionar sistemas técnicos con las funciones esenciales de los sistemas vivos, para aplicaciones en áreas tales como la informática".

Tero y los demás investigadores afirman que su modelo proporciona un punto de partida para mejorar la eficiencia y reducir los costes de redes autoorganizadas sin un control centralizado, como los conjuntos de sensores remotos, redes móviles ad hoc y redes inalámbricas en malla. Y todo fijándose en un moho mucilaginoso que simplemente se limitó a hacer lo que le dictó su instinto natural.