盡管以現(xiàn)代計算機為核心的技術在人類社會的演進中發(fā)揮著作用的作用，但與自然體系相比，前者仍然存在著巨大的差異。
傳統(tǒng)計算機的工作模式是，從內(nèi)存取走一條指令然后執(zhí)行，再將結果放進內(nèi)存，周而復始，靠程序計數(shù)器來控制。這種模式是確定的、同步的、串行的、中心化、精確的，是線性的因果關系，而自然系統(tǒng)卻是隨機的、異步的、并行的、分布式、模糊的，是循環(huán)的因果關系。傳統(tǒng)計算機對于數(shù)字運算處理很有效，但是卻不適合于并發(fā)操作。
這種差異使得計算機缺乏自然系統(tǒng)的某些關鍵優(yōu)勢，比如說適應能力，自修復能力，以及自組織能力。
那么，如果模仿自然界的這種體系組織來構造一種全新的計算機，是不是就可以讓它具備這種能力呢？倫敦大學學院的Peter Bentley和Christos Sakellariou就是這樣想的。
他們提出的Systemic computation（系統(tǒng)計算），是一種仿生的計算模式，強調(diào)的是要對基礎元素及環(huán)境的相互作用進行整體分析，其核心理念是：
- 一切皆是系統(tǒng)
- 系統(tǒng)可包含或共享其他嵌套系統(tǒng)
- 系統(tǒng)可以轉換，但永遠不會被摧毀，也不會無中生有
- 系統(tǒng)之間的相互作用有可能導致系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境系統(tǒng)進行轉換
- 所有系統(tǒng)皆可充當環(huán)境，并可在某些環(huán)境中相互作用
- 系統(tǒng)的轉換受系統(tǒng)的范圍約束
- 計算就是轉換
在他們按照這種理念構建的計算機當中，數(shù)據(jù)和功能是不可分離的—數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的指令是結合在一起的。比方說這種計算機將外界溫度與過熱處理連接在一起。然后將結果分配到不同的被稱為是“系統(tǒng)”的數(shù)字實體上。
每個“系統(tǒng)”都擁有自己的內(nèi)存，上面存放了與功能相關的數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)計算的理念，系統(tǒng)只能與相同范圍內(nèi)的其他類似系統(tǒng)互相作用。而這些系統(tǒng)的運行靠的不是傳統(tǒng)計算機的程序計數(shù)器來控制，其執(zhí)行次數(shù)由隨機數(shù)字生成器選定，以此來模擬自然的隨機性。這些系統(tǒng)之間的執(zhí)行優(yōu)先級是一樣的，會并發(fā)執(zhí)行指令。系統(tǒng)之間并發(fā)、隨機地進行相互作用，而系統(tǒng)的相互作用即可產(chǎn)生結果—聽起來似乎不可思議，沒有控制，隨機發(fā)生，并行進行，然后一切都秩序井然？沒錯，這就是約翰•霍蘭（John Holland）的《涌現(xiàn)—從混沌到有序》一書的主題。
具備了自然系統(tǒng)屬性的計算機自然也擁有自愈、自組織的能力。關鍵的一點在于，這種計算機在其眾多系統(tǒng)中擁有其指令集的多份拷貝。一旦某個系統(tǒng)損壞，計算機就會訪問另一份干凈的拷貝來修復代碼。傳統(tǒng)的計算機操作系統(tǒng)一旦無法訪問哪怕一點的內(nèi)存都會崩潰，而系統(tǒng)性計算機則不會這樣，因為其獨立的系統(tǒng)均自帶內(nèi)存。
這種仿生的計算機具有多種用途：
1） 可充當健壯的、自治的、自修復的、可在惡劣壞境中工作的計算設備。比方說衛(wèi)星控制器、無人機，或者動態(tài)傳感器網(wǎng)絡。
2） 自適應、體化（embodied）、持續(xù)運行的設備。這種設備可以自我修復并適應不同的環(huán)境。比方說無論周邊軟硬件如何變化皆可保持運行的軟件；或者可能遭遇無法預見的環(huán)境及問題的行星探測器。
3） 對隨機、復雜、大規(guī)模并行的自然系統(tǒng)或物理交互系統(tǒng)建模。如神經(jīng)網(wǎng)絡、免疫生物學，或者黑洞的形成。
4） 仿生算法的高效快速實現(xiàn)。如遺傳算法、發(fā)育法則、群體智能、人工免疫系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡等。
5） 對自然系統(tǒng)的計算分析。如分析信息流、結構性變化、系統(tǒng)轉換的復雜性或可演進性等。
當然，這樣的計算機不是那么容易造出來的?；贔PGA內(nèi)置的并行性（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）以及TACM（三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器）高效匹配能力，他們已經(jīng)實現(xiàn)了一種大規(guī)模并行的非傳統(tǒng)計算機結構?，F(xiàn)在他們正在教計算機通過機器學習在環(huán)境變化時重寫自身代碼，與實用計算機系統(tǒng)仍有不小的距離。但是，正如將一顆種子放入土壤即可長成參天大樹一樣，這種計算機的形成自然也應該是由小生大，由簡入繁。