Lihtne tehisintellekti (AI) süsteem, mis on valmistatud tarretiselaadsest materjalist ja on ühendatud elektroodidega, võib "õppida" klassikalist videomänguPongtäna avaldatud uuringu kohaselt mängida ja aja jooksul täiustada 1.

Tulemused on esimene samm näitamaks, et sünteetilised materjalid võivad jõudluse suurendamiseks kasutada põhilist mälu, ütleb Austraalias Melbourne'is asuva Cortical Labsi juhtivteadur Brett Kagan. "Süsteem salvestab mälu sarnaselt sellele, kuidas jõesäng salvestab jõe mälu," ütleb ta.

2022. aastal näitasid Kagan ja tema kolleegid 2et süsteem Neuronid tassis – tuntud kui DishBrain – saab elektrilise stimulatsiooni abil õppida mängima lauatenniselaadset videomängu. Sellest tööst inspireerituna mõtlesid Ühendkuningriigi Readingi ülikooli biomeditsiiniinsener Yoshikatsu Hayashi ja tema kolleegid, kas kasutada saab ka mittebioloogilist materjali.Pongsaaks kontrollida.

Hayashi ja tema kolleegid pöördusid hüdrogeelide poole – tarretisesarnaste materjalide poole, mida kasutatakse mitmesugustes rakendustes, näiteks pehmete robotite komponendid –, mis sisaldavad laetud osakesi, mida nimetatakse ioonideks. Kui seda hüdrogeeli elektriliselt stimuleerida, liiguvad ioonid läbi materjali, tõmmates endaga kaasa veemolekule, muutes hüdrogeeli. See muutus ioonide jaotuses mõjutab osakeste järgmist paigutust, ütleb Hayashi.

"See on nagu füüsiline mälu."

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

Et testida, kas see "mälu" võimaldab hüdrogeelilPongMängimiseks kasutasid teadlased elektroodide abil materjali arvutis mänguga ühendamiseks. Mäng jagati kuuest ruudust koosnevaks ruudustikuks, mis vastas kuuele elektroodide paarile. Iga kord, kui pall läbis mõne ruudu, saatsid vastavad elektroodid hüdrogeelile elektrisignaali, mis põhjustas ioonide positsiooni muutumise. Seejärel mõõtsid andurite elektroodid ümberpaigutatud ioonide elektrivoolu ja edastasid selle teabe tagasi arvutisse, mis tõlgendas seda kui käsku viia mängureket uude asendisse. Aja jooksul kujunes sellest põhiline "mälu", kuna ioonide liikumist mõjutasid nende varasemad ümberkorraldused.

Kiire õppija

Algselt tabas hüdrogeel palli umbes poole ajast, kuid suurendas selle tabamussagedust umbes 24 minutiga 60%-ni, mis viitab sellele, et materjal värskendab ioonmustri abil oma palli liikumiste "mälu". Paranenud sooritus tõi kaasa ka pikemad rallid – ajad, mil pall on mängus.

Teadlased viisid läbi kontrollkatsed, kus hüdrogeelile anti valeandmeid palli asukoha kohta või kasutati seda "pimedalt", kuna seda ei stimuleeritud üldse. See tähendas, et geeli ioonide positsioonid ei kajastanud ekraanimängu täpselt. ThePong-Hüdrogeeli mäng ei näidanud nendes tingimustes paranemist, mis viitab sellele, et see muutub paremaks ainult õige teabe söötmisel.

Hüdrogeel domineerisPongmitte nii kiiresti kui DishBrain, mille parimaks täitmiseks kulus vähem kui 20 minutit. "Hüdrogeelid on palju lihtsam süsteem, " ütleb Hayashi. Kuid ta lisab, et tulemused viitavad sellele, et hüdrogeelidel on täiendavad arvutusvõimalused, mis võivad aidata teadlastel välja töötada tõhusamaid algoritme.

"Autorid võtsid loovalt lähenemisviisi, et rakendada kontseptsioone neuroteadusest füüsilisemasse süsteemi, " ütleb Kagan. Kuid tuleb teha rohkem tööd, et näidata, et hüdrogeelid võivad tegelikult "õppida", lisab ta.