Генеративная модель, разработанная командой CMU, может использоваться для адаптации сетей к средам, в которых они должны работать. Они обеспечивают баланс между сетями с высокой степенью связи, которые являются эффективными и быстрыми, но склонными к заражениям и каскадным сбоям, такими как Интернет и его крупные поставщики услуг, и более редко подключенными элементами, которые менее эффективны, требуя больше времени для передачи информации, но может лучше переносить сбои и атаки, такие как одноранговые сети. Это баланс, которого эволюция уже достигла в дрожжах.
В дрожжевой клетке около 6000 генов, 20 процентов из которых считаются важными, то есть, если ген удалить, клетка погибнет. Но Зив Бар-Джозеф, доцент кафедры машинного обучения и Центра вычислительной биологии Лейна, сказал, что такое представление о том, что является важным, а что нет, отражает то, как ученые изучают гены — отмечая их влияние на организм, когда ген удален — не обязательно важность гена.
«Клетка эволюционировала не для защиты от удаления этих« важных »генов», — сказал Бар-Джозеф, отметив, что это событие нечасто происходит в природе.Скорее, хрупкость генов, белков и других компонентов клетки может отражать воздействие их окружающей среды. Например, те, которые лежат около поверхности клетки, могут ожидать столкнуться с большим стрессом окружающей среды, поэтому клетка эволюционировала, чтобы терпеть потерю некоторых из них.
С другой стороны, те, кто участвует в дупликации ДНК, обычно не испытывают такого воздействия шума и поэтому не имеют таких же надежных взаимосвязей. Вот почему клетка умирает, если один из этих генов удален, отметил Бар-Джозеф.
Подобно тому, как биологи изучают гены, выбивая их один за другим, компьютерные ученые часто оценивают безопасность сети, удаляя сервер и наблюдая за реакцией сети. Но Навлаха сказал, что это не всегда реально; многие атаки или сбои в компьютерных и электрических сетях могут привести к потере нескольких соседних узлов.Чтобы лучше понять значение того, как различные сети связаны между собой, исследователи Карнеги-Меллона, в том числе Христос Фалаутсос, профессор компьютерных наук, и Синь Хэ, научный сотрудник Lane в области вычислительной биологии, модифицировали хорошо известную модель дупликации-дивергенции, используемую для объяснения этого явления. эволюция молекулярных сетей.
Идея состоит в том, что дупликация генов может привести к образованию двух эквивалентных белков, которые со временем расходятся, чтобы развивать специализированные подзадачи, сохраняя при этом общие связи.Корректировав модель дублирования-расхождения с учетом давления окружающего шума, исследователи разработали метод, который можно использовать для создания или оценки взаимосвязи или топологии сетей, которые работают в различных средах.
Например, военная сеть может не беспокоиться о вредоносных вирусах и шумах, потому что доступ ограничен, в то время как беспроводная сенсорная сеть, развернутая на обширной территории, может нуждаться в постоянных потерях случайных узлов.В то же время эволюционная роль внешнего шума вполне может оказаться открытием, которое улучшит понимание биологических сетей, добавил Бар-Джозеф.