Algoritmos caóticos para el cumplimiento de restricciones
Hasta hace poco, la posición de los procesadores no tenía un papel apreciable en la computación. En la actualidad, la colocación de varios microprocesadores en un solo chip ha dado lugar a algo muy parecido a una capa de neuronas. Imitando el funcionamiento de nuestro sistema nervioso, estos circuitos no lineales de gran escala han ayudado a superar el cuello de botella de la velocidad con el que tropiezan los métodos de computación convencionales. Las numerosas aplicaciones de estas redes neuronales celulares (CNN), como la resolución de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, también son el resultado de su estructura espacial. El objetivo del proyecto «Chaotic cellular neural/nonlinear networks for solving constraint satisfaction» (CHAOPT) fue diseñar una CNN capaz de resolver eficazmente problemas de cumplimiento de restricciones. Los modelos de computación propuestos en el pasado para resolver este tipo de problemas de optimización eran vulnerables al ruido. El modelo CNN asimétrico de tiempo continuo desarrollado dentro del proyecto CHAOPT es estable frente al ruido blanco y el ruido de color. Además, se ha demostrado experimentalmente que tolera niveles de ruido mayores que el hardware existente. Distintos experimentos numéricos también ayudaron a los científicos de CHAOPT a comprender mejor el comportamiento caótico transitorio y global de la red. Las simulaciones se realizaron sobre miles de problemas booleanos de cumplimiento de restricciones (SAT) de distintos tamaños y con distintas densidades de restricciones y pusieron de manifiesto una correspondencia uno-a-uno entre los puntos fijos del modelo CNN y las soluciones SAT. El modelo CHAOPT se puede implementar mediante circuitos analógicos, en los cuales unos algoritmos dedicados dirigen la red hacia la solución a partir de unas condiciones iniciales. El funcionamiento de los algoritmos que manejan la CNN se basa en la observación de que, más allá de un valor crítico de la densidad de restricciones, su comportamiento se vuelve caótico. El uso de estos algoritmos, llamados caóticos, en hardware es un concepto revolucionario que puede sentar los cimientos de aplicaciones para toma de decisiones, programación de tareas y corrección de errores.
Palabras clave
Algoritmos caóticos, cumplimiento de restricciones, redes neuronales celulares, posibilidad de cumplimiento, circuitos análogos
