東大など「生態系ネットワークに情報処理能力がある」ことを証明　微生物群を未来予測AIのように使う実験に成功

公開 2023年04月19日 20時02分

更新 2023年04月20日 09時07分

[ITmedia]

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　東京大学と京都大学、東北大学および生物系アプリの開発を手掛けるB.Creation（兵庫県芦屋市）は4月19日、食物連鎖のような自然に存在するネットワーク関係が情報処理能力を持っており、人間がそれを活用できるという証拠を発見したと発表した。

ニューラルネットワークの代わりに生物を使う

　研究チームは真核微生物「テトラヒメナ」の培地を用意。微生物群に「培養液の濃度や温度を変化させる」といった操作を行い、テトラヒメナの細胞数を時系列で観測した。微生物群に与えた操作を入力、細胞数の変化データを出力と解釈し、情報処理ができるか実験した。結果、「リザバーコンピューティング」を行うのに必要な条件が備わっていることが明らかになった。

　リザバーコンピューティングはニューラルネットワークの手法の一つ。学習をほとんど行わないため、計算コストがかからないという特徴がある。

　実際に生態系ネットワークに情報処理能力があるかどうかを確認するため、魚の個体数変動の未来予測を行う実験も行った。魚の個体数の変化データを、一定のルールに基づいて培養液の温度変化データに変換。これを入力としてテトラヒメナの群を操作した。細胞数の変化データをルールに基づいて解釈したところ、近未来の魚の個体数を高精度に予測できた。精度は線形回帰などのシンプルなデータ解析法よりも高かったという。