Virus machines: an unconventional computing paradigm

Abstract

Sobrepasar la estructura convencional de los ordenadores actuales diseñada John von Neumann desde hace casi 100 años es uno de los grandes retos de las ciencias de la computación. Existen enfoques teóricos para abarcar este problema, uno de ellos consiste en desarrollar paradigmas de computación no convencionales inspirados en la naturaleza, a esta disciplina se le llama Computación Natural. En esta no sólo se desarrollan modelos prácticos para diversas aplicaciones, sino que también da otro enfoque al desarrollo de teorías de complejidad computacional a través de estos modelos. Es común que, al desarrollar un nuevo paradigma de computación, esta sufra de ciertas carencias matemáticas en pro de buscar aplicaciones directas del mismo. Lo que realmente da un salto cualitativo a estos nuevos modelos es una buena base construida desde la integridad matemática, no sólo para buscar aplicaciones, sino que también para atacar problemas abstractos. En esta tesis se desarrolla un joven paradigma de computación llamado Máquinas de Virus, el cual se inspira en la propagación y replicación de los virus biológicos. En la tesis se aplica una técnica de verificación formal para dar veracidad matemática a los distintos ejemplos prácticos que se plantean en la misma, entre ellos se encuentran diversos modos, computación de funciones, generador de conjuntos, y aceptación de problemas de decisión. Llegando a atacar criptosistemas con estas máquinas. Por último, se definen diversas extensiones del paradigma para mejorar la eficiencia y también buscar aplicaciones al mundo real con modelos basados en estos. Se concluye que este paradigma de computación ofrece un enfoque interesante y que, al compararlo con otros bien establecidos basados en las redes neuronales, se puede llegar a mejores resultados en términos de universalidad y diferenciados para aplicaciones prácticas.