Un sistem simplu de inteligență artificială (AI) realizat dintr-un material asemănător jeleului și conectat la electrozi poate „învăța” jocul video clasicPongsă se joace și să se îmbunătățească în timp, potrivit unui studiu publicat astăzi 1.

Rezultatele sunt un prim pas spre a demonstra că materialele sintetice pot valorifica o formă de bază de „memorie” pentru a crește performanța, spune Brett Kagan, director științific la Cortical Labs din Melbourne, Australia. „Sistemul înregistrează memoria într-un mod similar cu modul în care albia unui râu înregistrează memoria unui râu”, spune el.

În 2022, Kagan și colegii săi au arătat 2că un sistem Neuroni într-o farfurie – cunoscut sub numele de DishBrain – poate învăța să joace jocul video asemănător tenisului de masă prin stimulare electrică. Inspirați de această lucrare, Yoshikatsu Hayashi, inginer biomedical la Universitatea Reading, Marea Britanie, și colegii săi s-au întrebat dacă un material non-biologic ar putea fi folosit și elPongputea controla.

Hayashi și colegii săi s-au orientat către hidrogeluri - materiale asemănătoare jeleului utilizate pentru diverse aplicații, cum ar fi componente pentru roboți moi - care conțin particule încărcate numite ioni. Când acest hidrogel este stimulat electric, ionii se deplasează prin material, trăgând cu ei molecule de apă, schimbând hidrogelul. Această schimbare în distribuția ionilor influențează următoarele aranjamente ale particulelor, spune Hayashi.

„Este ca o amintire fizică.”

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

Pentru a testa dacă această „memorie” ar putea permite hidrogeluluiPongPentru a se juca, cercetătorii au folosit electrozi pentru a conecta materialul la jocul de pe un computer. Jocul a fost împărțit într-o grilă de șase pătrate corespunzătoare la șase perechi de electrozi. De fiecare dată când mingea trecea printr-unul dintre pătrate, electrozii corespunzători trimiteau un semnal electric hidrogelului, determinând schimbarea poziției ionilor. Apoi electrozii senzori au măsurat curentul electric al ionilor redistribuiți și au transmis aceste informații înapoi la computer, care a interpretat-o ​​ca o comandă de a muta racheta de joc într-o nouă poziție. De-a lungul timpului, aceasta s-a format într-o „memorie” fundamentală, deoarece mișcările ionilor au fost influențate de rearanjamentele lor anterioare.

Învață rapid

Inițial, hidrogelul a lovit mingea aproximativ jumătate din timp, dar a crescut rata de lovire la 60% în aproximativ 24 de minute, sugerând că materialul își actualizează „memoria” mișcărilor mingii folosind modelul ionic. Performanța îmbunătățită a dus și la raliuri mai lungi – momentele în care mingea este în joc.

Cercetătorii au efectuat experimente de control în care hidrogelului i s-au oferit informații false despre poziția mingii sau au fost operați „orb”, nefiind deloc stimulat. Aceasta însemna că pozițiile ionilor gelului nu reflectau cu acuratețe jocul pe ecran. ThePong- Jocul cu hidrogel nu a arătat nicio îmbunătățire în aceste condiții, sugerând că se îmbunătățește doar atunci când este alimentat cu informațiile corecte.

Hidrogelul a dominatPongnu la fel de rapid ca DishBrain, care a durat mai puțin de 20 de minute pentru a funcționa la maximum. „Hidrogelurile sunt un sistem mult mai simplu”, spune Hayashi. Dar el adaugă că rezultatele sugerează că hidrogelurile au capacități de calcul suplimentare care ar putea ajuta cercetătorii să dezvolte algoritmi mai eficienți.

„Autorii au adoptat o abordare creativă pentru aplicarea conceptelor din neuroștiință la un sistem mai fizic”, spune Kagan. Dar mai multă muncă trebuie făcută pentru a demonstra că hidrogelurile pot „învăța”, adaugă el.