Vienkārša mākslīgā intelekta (AI) sistēma, kas izgatavota no želejveida materiāla un savienota ar elektrodiem, var “apgūt” klasisko videospēliPongsspēlēt un laika gaitā uzlabot, liecina šodien publicētais pētījums 1.

Rezultāti ir pirmais solis, lai parādītu, ka sintētiskie materiāli var izmantot "atmiņas" pamata formu, lai uzlabotu veiktspēju, saka Brets Kagans, Cortical Labs galvenais zinātniskais darbinieks Melburnā, Austrālijā. "Sistēma ieraksta atmiņu līdzīgi tam, kā upes gultne ieraksta atmiņu par upi," viņš saka.

2022. gadā Kagans un viņa kolēģi parādīja 2ka sistēma Neironi traukā – pazīstams kā DishBrain – var iemācīties spēlēt galda tenisam līdzīgu videospēli, izmantojot elektrisko stimulāciju. Iedvesmojoties no šī darba, Yoshikatsu Hayashi, biomedicīnas inženieris Redingas Universitātē, Apvienotajā Karalistē, un viņa kolēģi domāja, vai varētu izmantot arī nebioloģisku materiālu.Pongsvarētu kontrolēt.

Hajaši un viņa kolēģi pievērsās hidrogēliem - želejveida materiāliem, ko izmanto dažādiem lietojumiem, piemēram, komponentiem mīkstajiem robotiem, kas satur lādētas daļiņas, ko sauc par joniem. Kad šis hidrogēls tiek elektriski stimulēts, joni pārvietojas pa materiālu, velkot līdzi ūdens molekulas, mainot hidrogēlu. Šīs jonu sadalījuma izmaiņas ietekmē nākamo daļiņu izvietojumu, saka Hajaši.

"Tā ir kā fiziska atmiņa."

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

Lai pārbaudītu, vai šī "atmiņa" var ļaut hidrogelamPongsLai spēlētu, pētnieki izmantoja elektrodus, lai savienotu materiālu ar spēli datorā. Spēle tika sadalīta sešu kvadrātu režģī, kas atbilst sešiem elektrodu pāriem. Katru reizi, kad bumbiņa izgāja cauri kādam no laukumiem, attiecīgie elektrodi nosūtīja elektrisku signālu hidrogēlam, izraisot jonu stāvokļa izmaiņas. Pēc tam sensoru elektrodi mērīja pārdalīto jonu elektrisko strāvu un pārsūtīja šo informāciju atpakaļ uz datoru, kas to interpretēja kā komandu pārvietot spēļu raketi uz jaunu pozīciju. Laika gaitā tā izveidojās par fundamentālu "atmiņu", jo jonu kustības ietekmēja to iepriekšējās pārkārtošanās.

Ātri mācās

Sākotnēji hidrogēls trāpīja pa bumbu apmēram pusi no laika, bet palielināja sitienu biežumu līdz 60% aptuveni 24 minūtēs, kas liecina, ka materiāls atjaunina savu "atmiņu" par bumbiņas kustībām, izmantojot jonu modeli. Uzlabotais sniegums izraisīja arī garākus rallijus – laikus, kad bumba ir spēlē.

Pētnieki veica kontroles eksperimentus, kuros hidrogēlam tika sniegta nepatiesa informācija par bumbiņas stāvokli vai tas tika darbināts "akli", nemaz nestimulējot. Tas nozīmēja, ka gēla jonu pozīcijas precīzi neatspoguļoja ekrāna spēli. ThePongs-Hidrogēla spēle šajos apstākļos neuzrādīja nekādus uzlabojumus, kas liecina, ka tas kļūst labāks tikai tad, ja tiek ievadīta pareiza informācija.

Dominēja hidrogelsPongsne tik ātri kā DishBrain, kam bija nepieciešamas mazāk nekā 20 minūtes, lai veiktu vislabāko. "Hidrogēni ir daudz vienkāršāka sistēma," saka Hajaši. Bet viņš piebilst, ka rezultāti liecina, ka hidrogēliem ir papildu skaitļošanas iespējas, kas varētu palīdzēt pētniekiem izstrādāt efektīvākus algoritmus.

"Autori izmantoja radošu pieeju, lai piemērotu jēdzienus no neirozinātnes uz fiziskāku sistēmu," saka Kagans. Bet ir jādara vairāk, lai parādītu, ka hidrogēli patiešām var "mācīties", viņš piebilst.