การประมวลผลแบบอสัณฐาน (Amorphous computing)หมายถึงระบบประมวลผลที่ใช้โปรเซสเซอร์แบบขนานจำนวนมากที่มีลักษณะเหมือนกัน โดยแต่ละตัวมีขีดความสามารถในการประมวลผลที่จำกัดและการโต้ตอบในระดับท้องถิ่น คำว่าการประมวลผลแบบอสัณฐานถูกบัญญัติขึ้นที่ MIT ในปี 1996 ในบทความชื่อ"Amorphous Computing Manifesto"โดย Abelson, Knight, Sussman และคณะ

ตัวอย่างของการคำนวณแบบไร้รูปร่างที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติสามารถพบได้ในหลายสาขา เช่นชีววิทยาการพัฒนา (การพัฒนาสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จากเซลล์เดียว) ชีววิทยาระดับโมเลกุล (การจัดระเบียบของส่วนประกอบย่อยภายในเซลล์และการส่งสัญญาณภายในเซลล์) เครือข่ายประสาทและวิศวกรรมเคมี (ระบบที่ไม่สมดุล) การศึกษาการคำนวณแบบไร้รูปร่างไม่ขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ — ไม่ได้สนใจพื้นฐานทางกายภาพ (ชีวภาพ อิเล็กทรอนิกส์ นาโนเทคโนโลยี ฯลฯ) แต่สนใจการกำหนดลักษณะของอัลกอริทึมแบบไร้รูปร่างในฐานะนามธรรม โดยมีเป้าหมายทั้งในการทำความเข้าใจตัวอย่างตามธรรมชาติที่มีอยู่และการออกแบบระบบใหม่ ในที่สุด สาขานี้จะขยายไปสู่ปัญญาประดิษฐ์เชิงคำนวณเนื่องจากเทคนิคการคำนวณนี้เป็นส่วนขยายของปัญญาประดิษฐ์ (แต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญญาประดิษฐ์ทั่วไป ) สำหรับการพัฒนาการคำนวณทางชีวภาพ

คอมพิวเตอร์แบบอสัณฐานมักมีคุณสมบัติหลายประการดังต่อไปนี้:

• ดำเนินการโดยอุปกรณ์แบบขนานขนาดใหญ่ ที่มีระบบสำรองและอาจมีข้อผิดพลาดได้
• อุปกรณ์ที่มีหน่วยความจำและความสามารถในการประมวลผลจำกัด
• อุปกรณ์ทำงานแบบอะซิงโครนัส
• อุปกรณ์ที่ไม่มี ความรู้ ล่วงหน้าเกี่ยวกับตำแหน่งที่ตั้งของตนเอง
• อุปกรณ์ที่สื่อสารกันได้เฉพาะในพื้นที่ใกล้เคียงเท่านั้น
• แสดงพฤติกรรมที่เกิดขึ้นเองหรือจัดระเบียบตนเอง (รูปแบบหรือสถานะที่ใหญ่กว่าอุปกรณ์แต่ละตัว)
• ทนทานต่อความผิดพลาด โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่ออุปกรณ์ที่ผิดรูปหรือการเปลี่ยนแปลงสถานะที่เกิดขึ้นเป็นครั้งคราว

(อัลกอริทึมบางตัวไม่มีชื่อที่เป็นที่รู้จัก ในกรณีที่ไม่มีชื่อ จะมีการให้ชื่อที่อธิบายลักษณะของอัลกอริทึมนั้นแทน)

• "การสื่อสารแบบฟิค"อุปกรณ์ต่างๆ สื่อสารกันโดยการสร้างข้อความซึ่งแพร่กระจายผ่านตัวกลางที่อุปกรณ์เหล่านั้นอยู่ ความแรงของข้อความจะเป็นไปตามกฎกำลังสองผกผันตามที่อธิบายไว้ในกฎการแพร่กระจายของฟิคตัวอย่างของการสื่อสารประเภทนี้พบได้ทั่วไปในระบบชีวภาพและเคมี
• "การสื่อสารแบบแพร่กระจายผ่านลิงก์"อุปกรณ์ต่างๆ สื่อสารกันโดยการส่งข้อความผ่านลิงก์ที่เชื่อมต่อจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่ง แตกต่างจาก "การสื่อสารแบบฟิก" ตรงที่ไม่จำเป็นต้องมีตัวกลางแพร่กระจายที่อุปกรณ์เหล่านั้นอยู่ ดังนั้นมิติเชิงพื้นที่จึงไม่เกี่ยวข้อง และกฎของฟิกจึงไม่สามารถนำมาใช้ได้ ตัวอย่างพบได้ในอัลกอริธึมการกำหนดเส้นทางบนอินเทอร์เน็ต เช่นอัลกอริธึมการอัปเดตแบบแพร่กระจายอัลกอริธึมส่วนใหญ่ที่อธิบายไว้ในเอกสารเกี่ยวกับการคำนวณแบบอสัณฐานนั้นสันนิษฐานว่าเป็นการสื่อสารประเภทนี้
• "การแพร่กระจายคลื่น" (อ้างอิง 1) อุปกรณ์หนึ่งส่งข้อความที่มีการเข้ารหัสจำนวนฮอป อุปกรณ์ที่ยังไม่เคยเห็นข้อความนั้นมาก่อน จะเพิ่มจำนวนฮอปและส่งต่อข้อความนั้นอีกครั้ง คลื่นจะแพร่กระจายผ่านตัวกลาง และจำนวนฮอปที่กระจายไปทั่วตัวกลางนั้นจะเข้ารหัสการไล่ระดับระยะทางจากแหล่งกำเนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• "รหัสประจำตัวแบบสุ่ม"อุปกรณ์แต่ละเครื่องจะกำหนดรหัสประจำตัวแบบสุ่มให้กับตัวเอง โดยพื้นที่สุ่มนั้นมีขนาดใหญ่พอที่จะป้องกันการซ้ำกันได้
• "โปรแกรมจุดเติบโต" (Coore) กระบวนการที่เคลื่อนย้ายระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ตาม "ทรอปิซึม" (การเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตเนื่องจากสิ่งเร้าภายนอก)
• "พิกัดคลื่น"สไลด์PowerPoint ของ DARPAกำลังเขียน
• "การสอบถามข้อมูลจากอุปกรณ์ข้างเคียง" (นาคปาล) อุปกรณ์จะสุ่มตัวอย่างสถานะของอุปกรณ์ข้างเคียงโดยใช้กลไกแบบผลักหรือดึง
• "แรงกดดันจากเพื่อนร่วมกลุ่ม"อุปกรณ์แต่ละชิ้นจะรักษาสถานะของตนเองและสื่อสารสถานะนี้ไปยังอุปกรณ์ข้างเคียง อุปกรณ์แต่ละชิ้นใช้กลไกการลงคะแนนเสียงเพื่อตัดสินใจว่าจะเปลี่ยนสถานะไปเป็นสถานะของอุปกรณ์ข้างเคียงหรือไม่ อัลกอริทึมนี้จะแบ่งพื้นที่ตามการกระจายเริ่มต้น และเป็นตัวอย่างของอัลกอริทึมการจัดกลุ่ม
• "เส้นที่รักษาตัวเองได้" ( Lauren Lauren, Clement ) มีการสร้างเกรเดียนต์จากจุดปลายด้านหนึ่งบนระนาบที่ปกคลุมด้วยอุปกรณ์ต่างๆ ผ่านการสื่อสารแบบแพร่กระจายลิงก์ (Link Diffusive Communication) อุปกรณ์แต่ละตัวรับรู้ค่าของตนเองในเกรเดียนต์และรหัสของอุปกรณ์ข้างเคียงที่อยู่ใกล้จุดกำเนิดของเกรเดียนต์มากกว่า จุดปลายอีกด้านหนึ่งตรวจจับเกรเดียนต์และแจ้งให้อุปกรณ์ข้างเคียงที่อยู่ใกล้กว่าทราบว่าตนเองเป็นส่วนหนึ่งของเส้น การแพร่กระจายนี้จะขึ้นไปตามเกรเดียนต์ ทำให้เกิดเส้นที่มีความทนทานต่อการรบกวนในพื้นที่ (ต้องการภาพประกอบ)
• "การก่อตั้งกลุ่ม" ( Coore, Coore, Nagpal, Weiss ) กลุ่มผู้ประมวลผลในท้องถิ่นจะเลือกผู้นำเพื่อทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการสื่อสารในท้องถิ่น
• "การสร้างพิกัด" ( Nagpal ) คือการสร้างค่าความชันหลายค่าและนำมาใช้สร้างระบบพิกัดโดยใช้วิธีสามเหลี่ยม

• ฮัล แอเบลสัน , MIT
• จาคอบ บีลนักศึกษาปริญญาโท MIT (ภาษาโปรแกรมระดับสูงสำหรับการคำนวณแบบไร้รูปแบบ)
• แดเนียล คูร์ , มหาวิทยาลัยเวสต์อินดีส์ (ภาษาจุดเติบโต, การตอบสนองต่อสิ่งเร้า, อนุกรมอินเวอร์เตอร์ที่เติบโตแล้ว)
• นิโคลาอุส คอร์เรลล์ , มหาวิทยาลัยโคโลราโด ( วัสดุหุ่นยนต์ )
• ทอม ไนท์ , MIT (การคำนวณด้วยชีววิทยาเชิงสังเคราะห์ )
• Radhika Nagpal , Harvard (ระบบการจัดการตนเอง)
• แซ็ค บูธ ซิมป์สัน , ห้องปฏิบัติการเอลลิงตัน, มหาวิทยาลัยเท็กซัส ออสติน (เครื่องตรวจจับขอบแบคทีเรีย)
• เจอร์รี ซัสส์แมน , ห้องปฏิบัติการ AI ของ MIT
• รอน ไวส์ , MIT (การกระตุ้นกฎ, ภาษาของโคโลนีจุลินทรีย์, การสร้างรูปแบบของโคลิ)

• การคำนวณแบบไม่ธรรมดา

1. หน้าหลักของ Amorphous Computing

   รวบรวมบทความและลิงก์ต่างๆ จากห้องปฏิบัติการ AI ของ MIT

2. การคำนวณแบบอสัณฐาน (Communications of the ACM, พฤษภาคม 2000)

   บทความวิจารณ์ที่แสดงตัวอย่างจากภาษา Growing Point ของ Coore รวมถึงรูปแบบที่สร้างขึ้นจากภาษา Rule Triggering ของ Weiss

3. "การคำนวณแบบไร้รูปแบบภายใต้สภาวะการรบกวนแบบสุ่ม"

   บทความวิจัยที่ศึกษาความสามารถของคอมพิวเตอร์แบบอสัณฐานในการรับมือกับชิ้นส่วนที่ชำรุด

4. สไลด์เกี่ยวกับการคำนวณแบบไร้รูปร่าง (Amorphous Computing) จากการบรรยายของ DARPA ในปี 1998

   ภาพรวมของแนวคิดและข้อเสนอสำหรับการนำไปปฏิบัติ

5. สไลด์นำเสนอเรื่อง "การคำนวณแบบอสัณฐานและเซลลูลาร์" จากการบรรยายของ NASA ปี 2002

   เกือบเหมือนกับข้างบน แต่เป็นรูปแบบ PPT

6. โครงสร้างพื้นฐานสำหรับการเกิดขึ้นอย่างมีวิศวกรรมบนเครือข่ายเซ็นเซอร์/แอคทูเอเตอร์ , บีลและบาครัค, 2006

   ภาษาคอมพิวเตอร์แบบไม่มีรูปแบบตายตัวที่เรียกว่า "Proto"

7. รูปแบบทางทอพอโลยีที่ซ่อมแซมตัวเองได้เคลเมนต์, นากปาล

   อัลกอริทึมสำหรับการซ่อมแซมและบำรุงรักษาสายการผลิตด้วยตนเอง

8. วิธีการที่แข็งแกร่งของการซิงโครไนซ์แบบไร้รูปร่างโดย Joshua Grochow

   วิธีการเหนี่ยวนำให้เกิดการซิงโครไนซ์เวลาทั่วโลก

9. การประกอบตัวเองแบบตั้งโปรแกรมได้: การสร้างรูปร่างโดยรวมโดยใช้ปฏิสัมพันธ์เฉพาะที่ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีววิทยาและคณิตศาสตร์แบบโอริกามิและสไลด์ที่เกี่ยวข้องวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของนาคปาล

   ภาษาสำหรับรวบรวมคำสั่งการโต้ตอบเฉพาะที่จากคำอธิบายระดับสูงของโครงสร้างพับแบบคล้ายโอริกามิ

10. สู่การสร้างวัสดุที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ ( สไลด์ประกอบโดย Nagpal)

    โครงร่างคล้ายกับบทความก่อนหน้า

11. โครงสร้างที่ซ่อมแซมตัวเองได้ในการคำนวณแบบอสัณฐาน (Zucker)

    วิธีการตรวจจับและรักษาโครงสร้างทางภูมิศาสตร์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการสร้างใหม่ทางชีวภาพ

12. การประมวลผลแบบอนุกรมที่ยืดหยุ่นบนเครื่องจักรอสัณฐานวิทยานิพนธ์ปริญญาโทของซัทเธอร์แลนด์

    ภาษาสำหรับเรียกใช้กระบวนการแบบอนุกรมบนคอมพิวเตอร์อสัณฐาน

13. แนวคิดพื้นฐานสำหรับโครงสร้างในคอมพิวเตอร์ไร้รูปทรง , 1997 Coore, Nagpal, Weiss

    เทคนิคการสร้างลำดับชั้นในคอมพิวเตอร์ไร้รูปทรง

14. การจัดระบบพิกัดโลกจากข้อมูลท้องถิ่นบนคอมพิวเตอร์ไร้รูปทรง , 1999 Nagpal.

    เทคนิคการสร้างระบบพิกัดโดยการสร้างค่าความชันและการวิเคราะห์ขีดจำกัดความแม่นยำ

15. การคำนวณแบบไร้รูปทรง: ตัวอย่าง คณิตศาสตร์ และทฤษฎี , 2013 โดย ดับเบิลยู. ริชาร์ด สตาร์ค

    บทความนี้นำเสนอตัวอย่างเกือบ 20 ตัวอย่าง ตั้งแต่ง่ายไปจนถึงซับซ้อน โดยใช้เครื่องมือทางคณิตศาสตร์มาตรฐานในการพิสูจน์ทฤษฎีบทและคำนวณพฤติกรรมที่คาดหวัง ระบุและสำรวจรูปแบบการเขียนโปรแกรมสี่แบบ พิสูจน์ผลลัพธ์ที่ไม่สามารถคำนวณได้สามประการ และร่างพื้นฐานการคำนวณของระบบอัจฉริยะแบบไดนามิกที่ซับซ้อน