Las moscas permitirán mejorar el diseño de las redes inalámbricas

Según apunta una investigación llevada a cabo por la Universidad estadounidense de Carnegie Mellon en Pittsburgh, el sistema nervioso de la mosca podría ayudar a mejorar el diseño de las redes inalámbricas. Los investigadores se han inspirado en la forma en la que la mosca de la fruta organiza sus diminutas estructuras similares a los pelos para sentir y escuchar el mundo para mejorar el diseño de aplicaciones de computación distribuidas.

Las células del sistema nervioso de la mosca se organizan de modo que un pequeño número de ellas funcionen como líderes para proporcionar conexiones directas con distintas células nerviosas. Los investigadores han desarrollado la misma clase de esquema para redes informáticas distribuidas que desarrollan tareas cotidianas como las búsquedas en internet o el control de un avión en vuelo. Pero el método que la evolución ha brindado al sistema nervioso de la mosca para organizarse es mucho más simple y más contundente que cualquiera de los elaborados por los humanos.
Los investigadores utilizaron la información sobre las moscas de la fruta para diseñar un algoritmo informático distribuido y descubrieron que tiene cualidades que lo hacen particularmente adaptable a las redes en las que el número y posición de los nodos no está completamente establecido. Entre estas redes se incluyen los sensores sin cables, como los del control ambiental, en las que los sensores están dispersos en un lago o una vía de agua, o en sistemas para el control de grupos de robots.
En el mundo de la computación, un paso hacia la creación de sistemas distribuidos es encontrar un pequeño grupo de procesadores que puedan utilizarse para comunicarse rápidamente con el resto de procesadores de la red, lo que los teóricos denominan un conjunto independiente máximo (CIM). Cada procesador en la red es un líder, miembro del CIM, o está conectado a él, pero los líderes no están interconectados.
Una organización similar se produce en la mosca de la fruta, que utiliza diminutos bigotes para detectar el mundo exterior. Cada bigote se desarrolla a partir de una célula nerviosa, llamada precursor del órgano sensorial (POS), que conecta con células nerviosas cercanas, pero que no con otros POS.
Durante tres décadas los científicos se han preguntado sobre cómo los procesadores en una red pueden elegir los miembros del CIM. Durante las fases de larva y crisálida del desarrollo de la mosca, el sistema nervioso utiliza un método probabilístico para seleccionar las células que se convierten en POS.
En la mosca, sin embargo, las células no tienen información sobre cómo están conectadas entre sí. A medida que varias células se autoseleccionan como POS, mandan señales químicas a las células cercanas que inhiben a estas células de convertirse también en POS. Este proceso continúa hasta que todas las células son o POS o vecinas a una POS y la mosca emerge del estado de crisálida.
Según los investigadores, en la mosca la probabilidad de que cualquier célula se autoseleccione aumenta no como una función de conexiones, como en el algoritmo típico de CIM para las redes informáticas, sino como una función de tiempo. El método no requiere un conocimiento avanzado sobre cómo se organizan las células. La comunicación entre las células es tan simple como puede ser.
Los científicos crearon un algoritmo informático basado en el sistema de la mosca y probaron que proporciona una solución rápida al problema del CIM. En este sentido, los autores señalan que el tiempo de actuación era ligeramente superior al de los métodos actuales pero que el método biológico es eficiente y más robusto porque no requiere muchas asunciones, lo que convierte a la solución aplicable en muchas más aplicaciones.