The Bio-Chemical Information Processing Metaphor as a Programming Paradigm for Organic Computing

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Dittrich
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5453709

In diesem Projekt wird ein sowohl theoretischer also auch praktischer Rahmen entwickelt, um die Prinzipien der biochemischen Informationsverarbeitung als ein Programmierparadigma im Organic Computing zu nutzen. Wir möchten damit eine Technologie bereitstellen, welche es erlaubt, Rechnersysteme mit den Self-X Eigenschaften ihrer biologischen Gegenstücke zu konstruieren. Im bisherigen Projektverlauf haben wir eine Entwicklungsumgebung für chemisches Rechnen geschaffen, eine theoretisch wohldefinierte chemische Programmiertechnik (die sogenannte „organisations-orientierte chemische Programmierung ) entwickelt, diese Technik qualitativ auf verschiedenen Problemstellungen (wie etwa dem chemischen FLIP-FLOP und dem maximum independent set Problem) ausgewertet, strukturierte Moleküle untersucht, und mit quantitativen Untersuchungen unserer Technik begonnen. In der dritten Phase des Projekts werden wir unseren Focus vom Programmdesign auf die Laufzeit verschieben. Insbesondere werden wir Methoden entwickeln, welche es dem Benutzer erlauben, ein sich intrinsisch selbstorganisierendes System der künstlichen Chemie zur Laufzeit zu beeinflussen. Unsere Methoden werden sowohl kontinuierliche Sollwerte (z.B. der Anteil aktiver Knoten in einem Cluster) als auch diskrete „Ziele nutzen, welche vom Benutzer während der Laufzeit vorgegeben werden. Wir werden dafür prototypische Systeme bereitstellen, eines davon auf der Basis strukturierter Moleküle in einer Fraglet-artigen Sprache. Darüber hinaus planen wir, einen chemische Service auf einer Middleware - wie z.B. OCμ - zu implementieren. Experimentelle Studien werden zeigen, wie sich unsere Methoden in solch komplexen Umgebungen verhalten. Schlussendlich werden wir uns der Apoptose als einem möglichen Mechanismus im Organic Computing zuwenden. Dabei möchten wir auch zeigen, wie unser Ansatz genutzt werden kann, um einen künstlichen Apoptosemechanismus in einem chemischen Programm zu realisieren.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1183: Organic Computing