在微生物燃料电池中实现元胞自动机
新兴技术
2017-07-05 v1
摘要
微生物燃料电池（MFC）是一种利用微生物群落将废物转化为电能的生物电化学换能器。元胞自动机（CA）是一个由有限状态机组成的均匀阵列，这些状态机根据相同的规则，在离散时间内依据其最近邻的状态更新自身状态。原则上，MFC 阵列可以作为具有基本处理器间局部连接的大规模并行计算设备。我们通过在 MFC 中实现 CA，提供了这种并行处理器的理论设计。我们选择康威的“生命游戏”作为“基准”CA，因为它是最流行的 CA，并且展现出极其丰富的模式谱。“生命游戏”CA 的每个细胞由两个 MFC 实现。这些 MFC 通过电气和水力方式连接。该模型通过模拟一个展示等效行为的电路得到了验证。该设计是朝着未来实现具有大规模并行性的完全自主生物计算设备迈出的第一步。与硅电路相比，此类设备的能量独立性弥补了其在计算过程中不同状态间转换稍慢的不足。
引用
@article{arxiv.1703.01580,
title = {Towards implementation of Cellular Automata in Microbial Fuel Cells},
author = {Michail-Antisthenis Tsompanas and Andrew Adamatzky and Georgios Ch. Sirakoulis and John Greenman and Ioannis Ieropoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.01580},
year = {2017}
}