Jednoduchý systém umělé inteligence (AI) vyrobený z rosolovitého materiálu a připojený k elektrodám se může „naučit“ klasickou videohruPonghrát a postupem času se zlepšovat, uvádí dnes zveřejněná studie 1.

Výsledky jsou prvním krokem k prokázání, že syntetické materiály mohou využít základní formu „paměti“ ke zvýšení výkonu, říká Brett Kagan, hlavní vědecký ředitel Cortical Labs v australském Melbourne. „Systém zaznamenává paměť podobným způsobem, jakým koryto řeky zaznamenává paměť řeky,“ říká.

V roce 2022 Kagan a jeho kolegové ukázali 2že systém Neurony v misce – známý jako DishBrain – se může naučit hrát videohru podobnou stolnímu tenisu pomocí elektrické stimulace. Yoshikatsu Hayashi, biomedicínský inženýr z University of Reading ve Velké Británii, inspirovaný touto prací, přemýšleli o tom, zda lze použít i nebiologický materiál.Pongmohl ovládat.

Hayashi a jeho kolegové se obrátili na hydrogely - rosolovité materiály používané pro různé aplikace, jako jsou součásti pro měkké roboty - které obsahují nabité částice zvané ionty. Když je tento hydrogel elektricky stimulován, ionty se pohybují materiálem a táhnou s sebou molekuly vody a mění hydrogel. Tato změna v distribuci iontů ovlivňuje další uspořádání částic, říká Hayashi.

"Je to jako fyzická paměť."

Animierte Sequenz eines Computers, der Hydrogele spielt das Videospiel Pong.

Otestovat, zda tato „paměť“ hydrogelu umožníPongKe hře vědci použili elektrody, kterými materiál připojili ke hře na počítači. Hra byla rozdělena do sítě šesti čtverců odpovídajících šesti párům elektrod. Pokaždé, když kulička prošla jedním ze čtverců, příslušné elektrody vyslaly elektrický signál do hydrogelu, což způsobilo změnu polohy iontu. Poté senzorové elektrody změřily elektrický proud přemístěných iontů a přenesly tuto informaci zpět do počítače, který ji interpretoval jako příkaz k přesunutí herní rakety do nové polohy. Postupem času se z toho stala základní „paměť“, protože pohyby iontů byly ovlivněny jejich předchozími přeskupeními.

Rychlý žák

Zpočátku hydrogel zasáhl míč přibližně v polovině času, ale zvýšil jeho zásah na 60 % za přibližně 24 minut, což naznačuje, že materiál aktualizuje svou „paměť“ pohybů míče pomocí iontového vzoru. Zlepšený výkon také vedl k delším rozehrávkám – časům, kdy je míč ve hře.

Vědci provedli kontrolní experimenty, ve kterých byly hydrogelu poskytnuty nepravdivé informace o poloze míče nebo byl provozován „naslepo“ tím, že nebyl vůbec stimulován. To znamenalo, že pozice iontů gelu přesně neodrážely hru na obrazovce. ThePong-Hra s hydrogelem nevykazovala za těchto podmínek žádná zlepšení, což naznačuje, že se zlepšuje pouze tehdy, když jsou podávány správné informace.

Dominoval hydrogelPongne tak rychle jako DishBrain, kterému trvalo méně než 20 minut, než podal nejlepší výkon. "Hydrogely jsou mnohem jednodušší systém," říká Hayashi. Ale dodává, že výsledky naznačují, že hydrogely mají další výpočetní schopnosti, které by mohly pomoci výzkumníkům vyvinout efektivnější algoritmy.

„Autoři zvolili kreativní přístup k aplikaci pojmů z neurovědy na více fyzický systém,“ říká Kagan. Je však třeba udělat více práce, abychom ukázali, že hydrogely se mohou skutečně „učit“, dodává.