Jednostavan sustav umjetne inteligencije (AI) napravljen od materijala poput želea i povezan s elektrodama može 'naučiti' klasičnu videoigrutenisigrati i poboljšavati se tijekom vremena, prema studiji objavljenoj danas 1.

Rezultati su prvi korak prema pokazivanju da sintetski materijali mogu iskoristiti osnovni oblik 'memorije' za poboljšanje performansi, kaže Brett Kagan, glavni znanstveni direktor u Cortical Labs u Melbourneu, Australija. "Sustav bilježi sjećanje na sličan način na koji riječno korito bilježi sjećanje rijeke", kaže on.

U 2022. Kagan i njegovi kolege pokazali su 2taj sustav Neuroni u posudi – poznat kao DishBrain – može naučiti igrati video igru ​​nalik stolnom tenisu pomoću električne stimulacije. Inspirirani ovim radom, Yoshikatsu Hayashi, biomedicinski inženjer sa Sveučilišta Reading, UK, i njegovi kolege zapitali su se može li se koristiti i nebiološki materijaltenismogao kontrolirati.

Hayashi i njegovi kolege okrenuli su se hidrogelovima - materijalima nalik želeu koji se koriste za različite primjene kao što su komponente za mekane robote - koji sadrže nabijene čestice zvane ioni. Kada je ovaj hidrogel električno stimuliran, ioni se kreću kroz materijal, povlačeći sa sobom molekule vode, mijenjajući hidrogel. Ova promjena u distribuciji iona utječe na sljedeći raspored čestica, kaže Hayashi.

"To je kao fizičko sjećanje."

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

Kako bismo testirali može li ovo 'pamćenje' omogućiti hidrogelu datenisZa igru ​​su istraživači koristili elektrode za povezivanje materijala s igrom na računalu. Igra je bila podijeljena u mrežu od šest kvadrata koji odgovaraju šest pari elektroda. Svaki put kad je kuglica prošla kroz jedan od kvadrata, odgovarajuće elektrode poslale su električni signal hidrogelu, uzrokujući promjenu položaja iona. Zatim su senzorske elektrode izmjerile električnu struju ponovno raspoređenih iona i poslale tu informaciju natrag u računalo, koje ju je protumačilo kao naredbu za pomicanje reketa za igru ​​na novi položaj. S vremenom se to formiralo u temeljnu 'memoriju' jer su kretanja iona bila pod utjecajem njihovih prethodnih preraspodjela.

Brzo uči

U početku, hidrogel je udario loptu otprilike polovicu vremena, ali je povećao svoju stopu pogodaka na 60% u otprilike 24 minute, što sugerira da materijal ažurira svoje 'pamćenje' kretanja lopte pomoću ionskog uzorka. Poboljšana izvedba također je dovela do dužih nadigravanja – vremena kada je lopta u igri.

Istraživači su proveli kontrolne pokuse u kojima je hidrogel dobivao lažne informacije o položaju loptice ili je radio 'naslijepo' tako da ga uopće nisu stimulirali. To je značilo da položaji iona gela nisu točno odražavali igru ​​na ekranu. Thetenis-Igra hidrogela nije pokazala nikakva poboljšanja u ovim uvjetima, što sugerira da postaje bolja samo kada se unese točna informacija.

Dominirao je hidrogeltenisnije tako brz kao DishBrain, kojemu je trebalo manje od 20 minuta da pokaže svoj najbolji učinak. "Hidrogeli su puno jednostavniji sustav", kaže Hayashi. Ali dodaje da rezultati sugeriraju da hidrogelovi imaju dodatne računalne mogućnosti koje bi mogle pomoći istraživačima da razviju učinkovitije algoritme.

“Autori su kreativno pristupili primjeni koncepata iz neuroznanosti na fizički sustav”, kaže Kagan. Ali potrebno je još raditi kako bi se pokazalo da hidrogelovi zapravo mogu 'učiti', dodaje.