BioWall es una superficie informática de inspiración biológica formada por varios miles de módulos electrónicos que pueden considerarse moléculas artificiales. Cada uno de estos módulos contiene un circuito electrónico programable, un sensor táctil y una pantalla compuesta por 64 LED (diodos emisores de luz). Como resultado, cada módulo permite al visitante comunicarse con la superficie tocándola con el dedo, calcula su nuevo estado y lo indica inmediatamente en una pantalla en color.
BioWall fue desarrollado en el Laboratorio de Sistemas Lógicos (LSL) de la Escuela Politécnica Federal de Lausana ( EPFL ), Suiza . Su construcción ha sido patrocinada por Jacqueline Reuge, propietaria del Museo Villa Reuge en Sainte-Croix ( VD ). Se han realizado dos versiones de BioWall, en las que varios miles de FPGA ( Spartan XCS10XL de Xilinx ) constituyen el núcleo de otros tantos módulos, intercambiando información localmente con sus vecinos más cercanos. La interacción con la FPGA se realiza a través de una membrana sensible al tacto y cada FPGA comunica su estado a una matriz de LED de 64 colores .
El objetivo principal de este proyecto académico es el estudio de la implementación hardware de conceptos bioinspirados como la autorreparación, la evolución, la autorreplicación, el aprendizaje... siguiendo los tres ejes principales definidos en el modelo POEtic:
Entre estos tres ejes de investigación, el principal esfuerzo del LSL se ha centrado en el eje ontogenético a través del Proyecto Embryonics, que pretende inspirarse en el desarrollo de organismos vivos multicelulares para obtener en hardware digital algunas de sus características originales, y en particular crecimiento y tolerancia a fallos.
En el BioWall se implementó un organismo artificial dotado de todas las características de una máquina embrionaria. El BioWatch, que cuenta horas, minutos y segundos, se utiliza para demostrar las capacidades de crecimiento y autorreparación del BioWall.
Siguiendo los tres niveles de complejidad definidos en el Proyecto Embryonics, el BioWatch ha sido diseñado jerárquicamente: todo el reloj puede verse como un organismo compuesto por seis células, cada una de las cuales está dedicada al cálculo de un dígito: unidades y decenas de segundos. , minutos y horas. Cada una de estas células está descompuesta en unidades idénticas más pequeñas, es decir, los módulos del BioWall, que podrían considerarse las moléculas básicas de un organismo real.
La autorreparación es posible al incluir en BioWatch moléculas de repuesto; Cuando un FPGA, es decir, una molécula, falla, una de las moléculas sobrantes puede asumir su funcionalidad y permite que BioWatch siga mostrando la hora correcta. Cuando una célula completa, contando un dígito específico, es abrumada por moléculas defectuosas, muere, pero el espacio libre se configura automáticamente para asumir la funcionalidad de la célula muerta y replicarla. Como resultado, el reloj completo es capaz de tolerar una gran cantidad de fallos dentro de su hardware y, aun así, puede seguir mostrando la hora correcta.
El BioWall está compuesto por una serie de pequeños elementos conectados localmente y, como resultado, también es una plataforma ideal para crear prototipos de muchos tipos diferentes de sistemas celulares bidimensionales y sistemas bioinspirados, tales como:
Aunque el tamaño y la estructura del BioWall imponen una serie de limitaciones (por ejemplo, la velocidad del reloj del sistema), su completa programabilidad proporciona una versatilidad sobresaliente y el componente visual e interactivo del sistema son herramientas invaluables tanto para la difusión de ideas como para la verificación. de conceptos de investigación que a menudo se limitan a simulaciones de software.
Un BioWall con 2000 moléculas se encuentra ahora en el Grupo de Sistemas Inteligentes, Departamento de Electrónica de la Universidad de York (Reino Unido). Otro BioWall con 2.000 moléculas se encuentra en una exposición permanente en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y puede verse en funcionamiento en directo a través de la siguiente cámara web, de lunes a viernes de 8:00 a 19:00 GMT+1.