自然とブロックチェーンは互いに利益をもたらすことができます。ブロックチェーンは自然からインスピレーションと力を得て改善することができます。そして、ブロックチェーンの助けを借りて自然の知恵を整理し、効率的に使用することができます。 物語は事実だけよりも最大22倍記憶に残りやすい （ジェニファー・アーカー） この記事はネイチャーランドについての物語です。ネイチャーランドは動物が住み、知性に恵まれ、中央集権とお金の影響から解放された村です。主人公はネイチャーランドの構築に必要な知識を得るために異なる次元間を旅した好奇心旺盛で知的なハリネズミです。 NatureLand はユートピア的で未来的に見えるかもしれませんが、そこに記述されているものの多くは、今日私たちが知っているものを使って構築することができます。 この記事は前回の記事の続きです。 、ハリネズミは故郷の村を旅して、幻想から解放され、科学が一般大衆ではなく大企業の利益に奉仕する主な障害は中央集権と金銭であることを理解するのに役立つ動物たちに会いました。しかし、残りの村人たちと近隣の村は、邪悪な魔女によって作り出された幻想にまだ支配されていました。 最初 その後、 、そこで資源ベースの経済の原理を学び、科学的アイデアを現実のものにし、フリー エネルギー デバイスを構築するのに役立つ 31 のプロジェクトに精通しました。 ハリネズミは 5 次元の DeSciLand に移動し 、邪悪な魔女たちが2種類の霧（お金と中央集権）ですべてを「汚染」していることを知りました。ハリネズミは、魔女たちを駆除するのに役立つ装置を考案し、地球の住民が資源ベースの経済と適切な科学システムを実装できるようにしました。その後、ハリネズミはサイバースペースに旅して、科学システムやその他のシステムの構築に役立つBioUniverseと呼ばれるWebプラットフォームを実装するためのDevOpsの編成方法を学びました。 その後、ハリネズミは地球（3次元）の村に戻り 。そこにあるすべては自然からインスピレーションを得たものです。 前の記事には、ネイチャーランドで科学、教育、医療システムがどのように組織されているかについての簡単な説明が含まれています バイオミミクリーレンズと保護フレームワーク バイオミミクリーとは、自然にインスピレーションを受けたイノベーションです。 これは、自然界からインスピレーションを得て発明する新しい方法です。 そして、何かを設計する前に、自然はここで何をするだろうかと自問します。 （ジャニーン・ベニュス） すべての生物は進化の過程でさまざまな問題を解決しなければなりません。そして、最善の解決策を見つけ、周囲の状況に合わせて微調整するのに十分な時間がありました。自然は最高の教師であり発明家です。問題は、人類が他の生命体と同じ設計上の課題に直面していることです。したがって、自然にヒントを得た解決策を使用することは理にかなっています。私たちは、問題に対して適切な問題解決戦略を認識し、選択する必要があるだけです。 バイオミミクリーとは、さまざまな生物が直面している問題と私たち自身の課題との関連性を見つけることです。そうすれば、自然にヒントを得た問題解決戦略を解決策として活用できます。 上の画像には、自然にヒントを得たソリューションの例が 4 つ示されています。 1 つ目は、蝶の羽の物理的特性にヒントを得た構造色コーティングです。これにより、有毒な染料が不要になります。2 つ目は、ヒゲ地衣類に見られる集水プロセスにヒントを得た集水システムです。水不足に悩む北極圏のコミュニティ向けに設計されています。3 つ目は、イガの種子にヒントを得た留め具です。4 つ目は、シャペロンタンパク質と酵素を含む細胞プロセスにヒントを得た自己分解性プラスチックです [1]。 進化の過程で生き残るためには、生命体は適応力と回復力のある戦略を持つ必要があります。適応力は変化する環境で生き残るための鍵です。そして、それを保証する自然システムには、応答性、異質性、分散化、冗長性、協力という5つの主要な特性があります。これらは総称して保護フレームワークとして知られています[2]。 NatureLand のすべてのシステム (科学、教育、医療) は、Protection フレームワークで概説されている原則に従って設計されているため、NatureLand はどのような状況でも存続できます。 ブロックチェーンは NatureLand で重要な役割を果たしました。この記事では、自然とブロックチェーンの相互に有益なパートナーシップに焦点を当てています。また、ビットコインの進化の可能性のある方法の 1 つについても説明します。 自然は本当に最高の教師です。 自然が教えてくれることは、私たちが想像していた以上のものです。 ジョン・ラニエ 自然にインスピレーションを受け、自然から生まれたブロックチェーン バイオミミクリーブロックチェーン / 生物学的ビットコイン NatureLand ブロックチェーンは、バイオミミクリー ブロックチェーンと呼ばれていました。これは、自然からインスピレーションを得て、自然から生まれたものです。バイオミミクリー ブロックチェーンは、NatureLand の科学、教育、医療システムを整理するのに役立ちました。 バイオミミクリーは主要な科学分野でした。そして、バイオミミクリーブロックチェーンの主な目的は、自然の知恵（主に問題解決戦略）を整理し、自然に触発されたイノベーション開発を最適化するためのインフラストラクチャを提供することでした。 Biomimicry ブロックチェーンは、 をベースに開発されました。この Bitcoin サイドチェーンは、Bitcoin の Proof-of-Work (POW) と Ethereum のスマート コントラクト機能の両方のメリットを享受できるため、Bitcoin の一種のアップグレードです。 Rootstock 合意メカニズム コンセンサスメカニズムはブロックチェーン技術の中核であり、ネットワークのノードがブロックチェーンの状態について合意するために使用する一連のアイデアとルールです[3]。 イノベーションの証明 (PoI) バイオミミクリーブロックチェーンは、自然システム、その状態と特性、自然システムが使用する問題解決戦略、ネイチャーランドの住民が直面する問題、そして自然に触発されたイノベーションに関するあらゆることについてのデータをブロックに保存しました。 NatureLand には、自然システムの状態を監視し、村の住民が直面しているさまざまな問題に関する情報を受け取る「監視および優先順位付けセンター」がありました。10 日ごとに、最も差し迫った問題が NatureLand Keepers によって選択され、自然にヒントを得た適切な解決策が見つかりました。 そこで、NatureLand Keepers は次の 3 つのタスクを実行する必要がありました。 最も効率的な自然に着想を得たソリューションを見つけて検証します。 10 日間に収集された自然システムと自然に触発されたイノベーションに関するすべてのデータを検証します。 ブロックチェーンのセキュリティを確保するためにハッシュを解決します。 各キーパーには、ネットワークをサポートし、データを検証するためのブロックチェーン バイオノードと、実験を実行してデータを分析してデータを検証し、自然にヒントを得たソリューションを見つけるための AI 搭載の研究所と適切な機器がありました。また、キーパーは「イノベーション開発センター」に提案を送信して、3D プリントでイノベーションを具体化し、テストすることもできました。 すべてのソリューションは、キーパー委員会と AI 搭載ツールによって評価され、ランク付けされました。最高のソリューションを提案した最初のキーパーが、ブロックを提案する機会を得ました。自然に触発されたすべてのイノベーションには、ハッシュ化中に使用される名前が付けられました。その後、提案されたブロックは、他のキーパーによって検証および確認され、ブロックチェーンに追加されました。つまり、本質的には、NatureLand キーパーは自然に触発されたイノベーションを採掘したのです。 ブロックチェーンに「イエス」、お金に「ノー」。資源ベースの経済 考えてみれば、お金は単にリソースを交換するためのインターフェースに過ぎません。 NatureLand コミュニティは、主に「リソース管理センター」を通じてリソースを直接処理していました。 さらに、お金は創造性を妨げ、思考を鈍らせるという研究結果もあります[4, 5]。そして、ネイチャーランドの構築には多大な創造力が必要でした。 NatureLand の住民は、金銭的な利益や人気ではなく、自然資源を賢く管理し、すべての人をサポートするシステムを構築することに意欲的でした。ここでは自然の知恵が主な資源でした。自然の知恵とバイオミミクリー ブロックチェーンが NatureLand の資源ベースの経済の中心でした。市場もお金もありませんでした。 Keeprers と NatureLand コミュニティの残りのメンバーは、さまざまな問題の解決に貢献し、真の成果に目を向け続けました。自然に触発されたイノベーションを通じて NatureLand を支援し、改善することが、彼らにとっての本当の報酬でした。 ブロックチェーンとブロックチェーンベースのシステムの明るい未来 変化する環境で生き残るためには、自然システムが適応する必要があります。自然システムの適応が成功するかどうかは、5 つの主要な特性 (応答性、異質性、分散化、冗長性、協力、総称して保護フレームワーク) によって決まります。 同様に、ブロックチェーンとブロックチェーン ベースのシステムは、現代世界の課題に耐えるために適応性と回復力を備えている必要があります。そして、それらは PROTECTION フレームワークのすべての基準を満たしているため、その通りです。 バイオミミクリーブロックチェーンとそのエコシステムに関しては、そのアーキテクチャはさまざまな自然にヒントを得たソリューションに基づいて構築されているため、その将来はさらに明るいものとなっています。 インスピレーション 私たちは自然に囲まれています。進化の過程で、私たちの思考はある程度自然によって形作られました。意識的であろうと無意識的であろうと、人々は自然からヒントを得た戦略を使って問題を解決します。自然は常に、さまざまなイノベーションの大きなインスピレーションの源となってきました。 コンピュータサイエンスのさまざまな側面は（おそらく）自然からインスピレーションを得ています。プログラミング言語（自然言語からインスピレーションを得ています）、AI（自然知能からインスピレーションを得ています）、コンピュータ自体（脳（処理装置とメモリ）からインスピレーションを得ています）、自然にインスピレーションを得たアルゴリズムなどです。ブロックチェーンとブロックチェーンベースのシステムも（少なくとも部分的には）自然からインスピレーションを得ている可能性があります。 ブロックチェーンとDNA 構造上の類似点 「生物学」側 ブロックチェーンの基本的なデータ単位はビット（0/1）であり、データはバイナリ（基数2）コードとして保存されます。 「テクノロジー」側 生物は、4 種類の核酸塩基 (アデニン (A)、シトシン (C)、グアニン (G)、チミン (T)) で構成されるデオキシリボ核酸 (DNA) を持っています。したがって、この場合のデータは 4 進数 (塩基 4) コードとして保存されます。 機能上の類似点 DNA とブロックチェーンは、それぞれ遺伝コードとコンピュータコードのデータストレージとして機能します。 機能データユニット 「生物学」側 遺伝子と呼ばれる DNA サブユニットには、タンパク質とリボ核酸 (RNA) の指示が保存されています。 「テクノロジー」側 ブロックチェーンのデータはブロックとして保存されます。 規制 「生物学」側 遺伝子発現（遺伝子産物の生成）は、DNA プロモーターに結合できる転写因子などのさまざまな分子によって制御されます。 「テクノロジー」側 ブロックチェーン コードは、入力パラメータ (関数およびメソッド用) の助けを借りて制御されます。DNA とブロックチェーンはどちらも適切なコンテキスト (セル/ノード) でアクティブになり、それ以外の場合は不活性になります。 レプリケーション DNAとブロックチェーンはどちらも自身のコピーを作成することができます[6]。 DNAとブロックチェーンの類似点以外にも、いくつかの相違点があります。例えば、ブロックチェーンによって作成されるブロックの数には制限がありませんが、ゲノム内の遺伝子の数は限られており一定のままです（人間の遺伝子は約20,000個あります）[7]。 ブロックチェーンベースの分散システム（dApps、DAO）と生物 生命には、生命体を無生物と区別するいくつかの基準があります。そのいくつかは、ブロックチェーンベースの分散システムで共有されています。以下にまとめます。 応答性と恒常性 「生物学」側 すべての生物は環境の変化に対応し、周囲の状況にかかわらず、正と負のフィードバックループを介して恒常性（特定の平衡状態）を維持する必要があります[6, 8]。 正のフィードバック ループ (システムの不安定化、新しい均衡が確立される) たとえば、果物の熟成： 熟したリンゴ1個 -> エチレン（C2H4）生成 -> （周囲のリンゴが熟す -> C2H4が増加）x -> すべてのリンゴが熟す 負のフィードバックループ（システムの安定化、同じ均衡が維持される） たとえば、捕食者と被捕食者の関係: 獲物が増える -> 捕食者が増える -> 過剰捕食 -> 獲物が減る -> 捕食者が減る -> 捕食圧が低くなる -> 獲物が増える... 「テクノロジー」側 システムは外部の変化に反応し、自己調整します（フィードバックループ経由）。たとえば、ビットコインのマイニング難易度（ブロックのマイニングの難易度）は、ビットコインの供給発行とブロック確認時間をそのサイズの変化に応じて制御するのに役立ちます。ブロック時間が10分未満の場合は難易度が増加し、それ以外の場合は難易度が減少します（負のフィードバックループ）。このように、ネットワークは恒常性を維持しようとします[6、9]。 成長と発展 「生物学」側 成長（量的変化）とは、生物の細胞の数や大きさが増加することです。発達（質的変化）とは、生物が変化し成熟するプロセス（組織分化など）です。 「テクノロジー」側 ブロックチェーンのブロック数（伸長）やノード数（増加の場合）の変化は成長の例です。ブロックチェーンのコードやノードの質的な変化（ハードウェアやソフトウェアの更新やアップグレード）は開発の例です。 レプリケーション 「生物学」側 新しい細胞が作られるとき、DNA はいくつかの酵素の助けを借りて自分自身のコピーを作成します (DNA 複製)。 「テクノロジー」側 同様に、新しいブロックチェーン ノードがネットワークに参加すると、ブロックチェーンが複製されます。新しいノードはブロックチェーンのコピーを取得します。 生殖と継承 「生物学」側 生殖により、生物は親のいくつかの特徴を受け継いだ新しい生物を生み出すことができます。 「テクノロジー」側 ブロックチェーンのプロトコル変更により、「ハードフォーク」（複製）が行われる場合があります。後者は、「親」（元のチェーン）とは異なる機能を持つ新しいチェーンです。ただし、ハードフォーク（継承）前の親のすべての情報を保持します。たとえば、Hive ブロックチェーンは Steem ブロックチェーンのハードフォークです。 水平方向の情報伝達 「生物学」側 一部の生物は、遺伝情報を他の生物に伝達することができます。たとえば、微生物はプラスミドを介してこれを行います。 「テクノロジー」側 ブロックチェーンはサイドチェーンの助けを借りて情報を交換できます。 細胞性 「生物学」側 生きた細胞には、DNA と RNA (データストレージ)、リボソーム (タンパク質の生成を助けるユニット) (データ処理)、ATP (アデノシン三リン酸) などのエネルギー供給システム、保護のための膜と壁など、いくつかの特定の構成要素があります。 「テクノロジー」側 ブロックチェーンノードには、CPU（データ処理）、メモリ（データストレージ）、エネルギー供給システムなどの類似のコンポーネントがあり、これらはすべて絶縁材と物理的なケースによって保護されています。 進化 変化する環境で生き残るためには、生物は適応し進化しなければなりません。同様に、ブロックチェーンのプロトコルとコードも更新され、アップグレードされる可能性があります。スマートコントラクト、dApp、DAOでも同様です。これにより、ブロックチェーンとブロックチェーンベースのシステムは、現代世界の課題に応じて適応し、進化することができます[6]。 自然にインスパイアされたコンピューティング 科学、ビジネス、エンジニアリングのさまざまな問題を解決するのに役立つアルゴリズムは数多くあります。そのいくつかは、自然のシステムやプロセス（生物学的、化学的、物理的）にヒントを得たものです。自然にヒントを得たアルゴリズムの 1 つのグループは、群れ/集合知に基づいて動作します。群れ/集合知では、個体のグループが 1 つのエンティティ（アリ、ハチ、ホタル、鳥など）として行動し、決定を下します。その集団行動は、メンバー間の自己組織化とコミュニケーションによって保証されます [10、11]。 例として、ライオンアルゴリズム（LA）と呼ばれる群れベースのアルゴリズムの1つを見てみましょう。ライオンは社会的な動物であり、プライドと呼ばれるグループで生活しています。グループは20〜30頭のメンバーで構成され、その中には1〜4頭のオスライオン（そのうち1頭がリーダー）、メスライオン、子ライオンがいます。プライドは常に遊牧ライオンから自分の縄張りを守っています[12]。 NatureLand では、自然にヒントを得たアルゴリズムが科学や工学のさまざまな問題を解決するために使用され、ブロックチェーン開発や AI に使用されるものを含む多くのソリューションに影響を与えました。 人工知能 AIはNatureLandで重要な役割を果たしました。AIはNatureLandコミュニティの意思決定、イノベーション開発、環境監視、脅威予測、リソース管理などを支援しました。AIは自然知能に触発され、分散型コンピューティングパワーとエネルギー生産システムによって駆動されています[13]。 有機的な枠組みと開発哲学 NatureLandのすべてのdApp（BioUniverseを含む）とNatureHiveと呼ばれるDAOの開発には、有機フレームワークが使用されました。これは生きた細胞にヒントを得たものです。アプリケーション自体は細胞で表現され、そのコンポーネント（ルーター、レンダリング、CSS）は化学物質（ページ、リクエスト、CSS）を介して通信するさまざまな細胞小器官にヒントを得ました。ブロックチェーンはDNAで表現され、サーバーは細胞膜に対応しました[16、17]。 NatureLand には BioScript というプログラミング言語が 1 つだけありました。その全体的な設計と、すべてのオブジェクト、メソッド、機能は、自然からヒントを得ています。 力 コンピューティングパワーシステム このシステムは、DNA/RNAに基づいて構築され、人工ニューラルネットワークを搭載したバイオコンピュータの分散型ネットワークでした。これらのバイオコンピュータは生きた細胞に触発され、生きた細胞に似ていました。DNA/RNAベースのマイクロチップとメモリデバイスは、従来のシリコンマイクロチップとメモリデバイスに取って代わりました。キーパーが使用したこれらのバイオコンピュータの一部は、バイオノードと統合されていました[14、15]。 バイオミミクリーブロックチェーンのバイオノードは、DNA/RNAベースの光子ケーブルを使用して接続され、光を介して通信します。NatureLandインターネットインフラストラクチャは、バイオミミクリーブロックチェーンに基づいて構築されました。 エネルギー生産システム このシステムは、ヘッジホッグによって構築されたフリーエネルギー デバイスの分散型ネットワークです。バイオ コンピューター、バイオ ノード、および NatureLand 内のその他のデバイスにエネルギーを供給します。また、再生可能エネルギー源 (人工光合成システム、風力タービン、水力タービン、足踏み発電システムなど) を活用した、自然にヒントを得たさまざまなエネルギー生成ソリューションもありました。エネルギー貯蔵システムは、氷と塩をベースに構築されました。 ブロックチェーンは技術です。ビットコインはその可能性を初めて主流化したものに過ぎません （マーク・ケニグスバーグ） ブロックチェーン上の自然 NatureLand では、静的な生物 (主に植物と菌類) すべてに特別なハードウェアとソフトウェアが装備されており、誰でもその特性 (生体模倣、生化学、治癒など) を知ることができます。情報はバイオミミクリー ブロックチェーンによって提供され、ホログラムとして提示されます。 動的な生物に関しては、適切な教育用ホログラムを備えた生物モデルがネイチャーランド博物館で入手できました。 NatureLand におけるイノベーション開発は、バイオミミクリー ブロックチェーンと AI を搭載した で組織されました。これは、NatureLand の中心に位置する相互接続されたセンターのグループです。 NatureLand Core 自然の知恵の中心 NatureLand コミュニティによって収集された自然システムとバイオミミクリーに関するすべてのデータは、このセンターで適切な API (アプリケーション プログラミング インターフェイス) と NatureSearch 検索エンジンおよび必要な情報を見つけるためのインターフェイスを作成するために使用されました。この情報は、「イノベーション開発センター」で自然に触発されたソリューションを構築するために使用されました。 監視および優先順位付けセンター ここでは、自然システムの状態を監視および評価し、ネイチャーランドのすべての住民が直面している最も差し迫った問題を特定します。後者は、ネイチャーランド キーパーによる投票によって行われました。 イノベーション開発センター 問題解決のための自然にヒントを得たソリューションが 3D プリントによって構築され、これらのセンターでテストされました。必要なリソースはすべて「リソース管理センター」によって提供されました。新しく構築されたイノベーションは、それ自体がリソースになりました。 資源管理センター ここで、最も効率的な資源管理の方法について決定が下されました。これらのセンターでは、ネイチャーランドのすべての住民が、自然に触発されたイノベーションを含め、生き残るために必要なものすべてを受け取ることができました。 NatureLand Core は NatureHive (NatureLand DAO) によって管理されていました。 バイオモンス BioMons は、バイオミミクリー研究のペースを加速するためのブロックチェーン ベースのゲームです。自然に触発されたイノベーションの開発を目的とした、収集可能なカード ゲームです。プレイヤーは問題を提示され、手持ちのカードの中からその問題を解決するための適切な戦略を見つけなければなりません。その過程で、プレイヤーはバイオミミクリーについて学びます。BioMons Web プラットフォームでは、このゲームをデジタル形式でプレイすることもできます。オリジナルのホログラフィック BioMons カードはキーパーが所有していました。NatureLand コミュニティの残りのメンバーは、「リソース管理センター」でそのコピーを入手できます。 プレイヤーが新しい戦略を発見したり、自然にヒントを得た独自の解決策を思いついたりした場合は、その情報をキーパーに送信して検証し、バイオミミクリー ブロックチェーンに追加することができます。 最も優れたイノベーションを生み出したキーパーには、10 日ごとに BioMons カードが贈られました。BioMons カードにより、キーパーは最も差し迫った問題や自然にヒントを得た解決策に投票し、バイオミミクリー ブロックチェーンと NatureLand ビジョンに関する決定を下すことができました。 結論 このように、自然とブロックチェーンは共存し、調和して生き、お互いに利益をもたらすことができます。自然は単なるスーパーマーケットではなく、博物館でもあります。自然の知恵は、私たちが持つ最も貴重な資源の 1 つです。私たちはそれを認識し、効率的に整理し、システム設計に取り入れるだけでよいのです。 見出し画像は、 と 画像を利用して私が作成しました。 Web ネットワーク 世界地図の Lionアルゴリズムのフローチャート画像はこの研究[12]から引用したものです。 オーガニック開発のコード例の画像はGitHub [17]から引用しました。 仕切りは世界地図の画像を利用して私が作成しました。 その他すべての画像は Pixabay から取得したか、PicLumen の無料 AI 画像ジェネレーターを使用して作成されています。 BioMons ゲームはポケモンにインスピレーションを受けて作られました。 この記事のビデオ版もこちらからご覧いただけます: https://www.youtube.com/watch?v=rJ0EmcZafIA&feature=youtu.be&embedable=true 音楽 「 」 美しいものとの出会い (PixabayからのMaksym Dudchykによる) (Pixabayライセンス) 参考文献 ネイチャーに聞く ジェズツコ、エルズビエタ、マズルチク、ヴォイチェフ。 （2014年）。サイバーセキュリティのための自然からの洞察。健康の安全。 13. 10.1089/hs.2014.0087。 。 Yadav, AK, Singh, K. 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