Preprost sistem umetne inteligence (AI), narejen iz želeja podobnega materiala in povezan z elektrodami, se lahko 'nauči' klasične video igrePongigrati in se sčasoma izboljšati, glede na danes objavljeno študijo 1.

Rezultati so prvi korak k dokazovanju, da lahko sintetični materiali izkoristijo osnovno obliko 'spomina' za povečanje učinkovitosti, pravi Brett Kagan, glavni znanstveni direktor pri Cortical Labs v Melbournu v Avstraliji. "Sistem beleži spomin na podoben način, kot rečna struga beleži spomin reke," pravi.

Leta 2022 so Kagan in njegovi kolegi pokazali 2da sistem Nevroni v jedi – znan kot DishBrain – se lahko z električno stimulacijo nauči igrati video igro, podobno namiznemu tenisu. Yoshikatsu Hayashi, biomedicinski inženir z Univerze v Readingu v Združenem kraljestvu, in njegovi kolegi so se s tem navdihom spraševali, ali bi lahko uporabili tudi nebiološki material.Ponglahko nadzoroval.

Hayashi in njegovi kolegi so se obrnili na hidrogele - žele podobne materiale, ki se uporabljajo za različne aplikacije, kot so komponente za mehke robote - ki vsebujejo nabite delce, imenovane ione. Ko je ta hidrogel električno stimuliran, se ioni premikajo skozi material, s seboj vlečejo molekule vode in spreminjajo hidrogel. Ta sprememba v porazdelitvi ionov vpliva na naslednje razporeditve delcev, pravi Hayashi.

"Je kot fizični spomin."

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

Da bi preizkusili, ali lahko ta "spomin" hidrogelu omogočiPongZa igranje so raziskovalci uporabili elektrode za povezavo materiala z igro na računalniku. Igra je bila razdeljena na mrežo šestih kvadratov, ki ustrezajo šestim parom elektrod. Vsakič, ko je krogla šla skozi enega od kvadratov, so ustrezne elektrode poslale električni signal hidrogelu, kar je povzročilo spremembo položaja ionov. Nato so senzorske elektrode izmerile električni tok ponovno razporejenih ionov in te informacije posredovale nazaj v računalnik, ki jih je interpretiral kot ukaz za premik igralnega loparja na nov položaj. Sčasoma se je to oblikovalo v temeljni 'spomin', saj so na gibanje ionov vplivale njihove prejšnje preureditve.

Hiter učenec

Na začetku je hidrogel udaril žogo približno polovico časa, vendar je svojo stopnjo zadetkov povečal na 60 % v približno 24 minutah, kar nakazuje, da material posodablja svoj 'spomin' gibanja žoge z uporabo ionskega vzorca. Izboljšana zmogljivost je privedla tudi do daljših rallyjev – časov, ko je žoga v igri.

Raziskovalci so izvedli kontrolne poskuse, v katerih je hidrogel dobil napačne informacije o položaju žogice ali pa je deloval "na slepo", tako da ga sploh niso stimulirali. To je pomenilo, da položaji ionov gela niso natančno odražali igre na zaslonu. ThePong-Igra hidrogela pod temi pogoji ni pokazala nobenih izboljšav, kar kaže na to, da se izboljša le, če se napaja s pravilnimi informacijami.

Prevladoval je hidrogelPongni tako hiter kot DishBrain, ki je potreboval manj kot 20 minut, da se je najbolje izkazal. "Hidrogeli so veliko enostavnejši sistem," pravi Hayashi. Vendar dodaja, da rezultati kažejo, da imajo hidrogeli dodatne računalniške zmogljivosti, ki bi raziskovalcem lahko pomagale razviti učinkovitejše algoritme.

"Avtorji so ustvarjalno pristopili k uporabi konceptov iz nevroznanosti v bolj fizičnem sistemu," pravi Kagan. Vendar je treba opraviti več dela, da se pokaže, da se hidrogeli dejansko lahko "učijo", dodaja.