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【科学】注目される粘菌の高度な「知性」(産経新聞)

 ■エサ獲得へ最適ルート形成 コンピューター設計応用も

 脳を持たない単細胞生物の粘菌が、高度な「知性」を備えているという。効率良くエサを獲得するために「最適な形」を模索する習性が、コンピューターが苦手とする難問の答えを導くのに適しているのだ。北海道大や理化学研究所などのグループは粘菌の能力に着目し、現代社会のネットワーク形成や人間に似た人工知能の実現につなげる研究を進めている。(小野晋史)

 ≪迷路を解く≫

 落ち葉や倒木の下などに生息している多核単細胞生物の粘菌は、博物学者の南方熊楠も注目した不思議な生物だ。数億年の自然淘汰(とうた)を乗り越えた体はアメーバ状で自由に変形できる。

 粘菌が高度なネットワークを形成することも見いだしたのは、北海道大学の中垣俊之准教授らの研究グループだ。

 エサが散らばっている場合、まず一帯に広がって丸飲みするが、最終的にエサの周辺とその間を必要最小限に結ぶ栄養の輸送管でネットワークを形成する。

 中垣さんは「エサの配置が複雑でも巧妙なネットワークを作り上げる。粘菌が持つ情報処理能力の高さを知り、どう解くのか知りたいと思った」という。

 中垣さんらの研究が最初に注目されたのは、「迷路を解く粘菌」の実験だ。3センチ四方の迷路の入り口と出口にエサを置き、「モジホコリ」という粘菌をはわせると、数日後には2つのエサを結ぶ管だけが残る形で迷路を解いた。

 この成果は、ユニークな着想と意外性が評価され、2008年にノーベル賞のパロディーとして知られる「イグ・ノーベル賞」を受けた。

 ≪方程式を導く≫

 関東地方の鉄道網をモデルにした多くの点を結ぶネットワーク実験では、現実の鉄道網をほぼ再現した。

 中垣さんらは、エサの配置を換えたり、粘菌が苦手な光を当てるなどさまざまな環境で観察し、栄養を輸送する管の成長方程式を導き出した。

 その方程式を使ったシミュレーションでは、輸送効率が良いだけでなく、どこかで路線が運休しても迂回(うかい)しやすいモデルが構築された。

 シミュレーションを担当した手老篤史・科学技術振興機構研究員は「数億年を生き延びた粘菌はエサの増減や断線などの環境変化に強い。数十年後も視野に入れたネットワークを形成できる」と話す。

 多くの拠点を結ぶ最適ルートを割り出す問題は、既存のコンピューターが苦手とする分野だ。計算量が膨大になるためで、最先端機でも拠点が数十以上だと「正解」を得るのは難しい。

 粘菌はなぜ、そんな難問を解けるのか。粘菌の方程式は「単に最短経路を目指さない特徴を持つ」と中垣さんらは説明する。すべての計算を処理するのではなく、場当たり的に良さそうなルートを見つけ、徐々に最適化していく。その結果、コンピューターよりも早く、「的確なルート」を提示できる。

 高度な粘菌ネットワークは、インフラ整備への応用が期待され、電力関係の研究者から「送電を最適化する参考にしたい」と問い合わせがあったという。

 ≪人に近い知能≫

 理化学研究所の研究チームは、粘菌の伸縮などを回路の設計に生かした「粘菌コンピューター」の試作機を開発中だ。

 粘菌コンピューターは既存のコンピューターに比べ、計算の速さや正確さでは劣る。しかし、与えられた情報があいまいでも的確な答えを導き出せ、複数の回答を示すこともできる。

 この働きは、人間の脳と似ている。原正彦チームリーダーは「より人間に近いコンピューターができるかもしれない」と話す。粘菌を通して、人の知性や心の謎にも迫れるかもしれない。

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