يمكن لنظام ذكاء اصطناعي بسيط مصنوع من مادة تشبه الهلام ومتصل بأقطاب كهربائية أن "يتعلم" لعبة الفيديو الكلاسيكيةبونغللعب والتحسن مع مرور الوقت، وفقا لدراسة نشرت اليوم 1.

تعتبر النتائج خطوة أولى نحو إظهار أن المواد الاصطناعية يمكنها تسخير شكل أساسي من أشكال "الذاكرة" لتعزيز الأداء، حسبما يقول بريت كاجان، كبير المسؤولين العلميين في مختبرات كورتيكال في ملبورن بأستراليا. ويقول: "يسجل النظام الذاكرة بطريقة مشابهة لكيفية تسجيل قاع النهر لذاكرة النهر".

وفي عام 2022، أظهر كاجان وزملاؤه 2أن النظام الخلايا العصبية في طبق - المعروف باسم DishBrain - يمكنه تعلم لعب لعبة فيديو تشبه لعبة تنس الطاولة من خلال التحفيز الكهربائي. وبإلهام من هذا العمل، تساءل يوشيكاتسو هاياشي، مهندس الطب الحيوي بجامعة ريدينغ بالمملكة المتحدة، وزملاؤه عما إذا كان من الممكن أيضًا استخدام مادة غير بيولوجية.بونغيمكن السيطرة عليها.

تحول هاياشي وزملاؤه إلى الهلاميات المائية - وهي مواد تشبه الهلام تستخدم في تطبيقات مختلفة، مثل مكونات الروبوتات الناعمة - التي تحتوي على جزيئات مشحونة تسمى الأيونات. عندما يتم تحفيز هذا الهيدروجيل كهربائيًا، تتحرك الأيونات عبر المادة، وتسحب معها جزيئات الماء، مما يؤدي إلى تغيير الهيدروجيل. يقول هاياشي إن هذا التغيير في توزيع الأيونات يؤثر على الترتيب التالي للجزيئات.

"إنها مثل الذاكرة الجسدية."

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

لاختبار ما إذا كانت هذه "الذاكرة" يمكن أن تسمح للهيدروجيل بذلكبونغولللعب، استخدم الباحثون أقطابًا كهربائية لربط المادة باللعبة على جهاز الكمبيوتر. تم تقسيم اللعبة إلى شبكة من ستة مربعات تقابل ستة أزواج من الأقطاب الكهربائية. وفي كل مرة تمر فيها الكرة عبر أحد المربعات، ترسل الأقطاب الكهربائية المقابلة إشارة كهربائية إلى الهلام المائي، مما يتسبب في تغيير موضع الأيون. ثم قامت أقطاب الاستشعار بقياس التيار الكهربائي للأيونات المعاد توزيعها ونقل هذه المعلومات مرة أخرى إلى الكمبيوتر، الذي فسرها على أنها أمر لتحريك مضرب الألعاب إلى موضع جديد. ومع مرور الوقت، تشكل هذا في "ذاكرة" أساسية حيث تأثرت حركات الأيونات بإعادة ترتيبها السابقة.

متعلم سريع

في البداية، ضرب الهيدروجيل الكرة حوالي نصف الوقت، لكنه زاد معدل ضربه إلى 60% في حوالي 24 دقيقة، مما يشير إلى أن المادة تعمل على تحديث "ذاكرتها" لحركات الكرة باستخدام النمط الأيوني. أدى الأداء المحسن أيضًا إلى طول فترات الرمي، وهي الأوقات التي تكون فيها الكرة في اللعب.

أجرى الباحثون تجارب مراقبة حيث تم إعطاء الهلام المائي معلومات خاطئة حول موضع الكرة أو تم تشغيله "أعمى" من خلال عدم تحفيزه على الإطلاق. وهذا يعني أن مواضع أيونات الهلام لا تعكس بدقة لعبة الشاشة. البونغ- لم تظهر لعبة الهيدروجيل أي تحسن في ظل هذه الظروف، مما يشير إلى أنها تتحسن فقط عند تغذيتها بالمعلومات الصحيحة.

سيطر الهيدروجيلبونغليس بنفس سرعة DishBrain، الذي استغرق أقل من 20 دقيقة لأداء أفضل ما لديه. يقول هاياشي: "إن الهلاميات المائية نظام أبسط بكثير". لكنه يضيف أن النتائج تشير إلى أن الهلاميات المائية لديها قدرات حسابية إضافية يمكن أن تساعد الباحثين على تطوير خوارزميات أكثر كفاءة.

يقول كاجان: "اتخذ المؤلفون نهجًا إبداعيًا لتطبيق مفاهيم من علم الأعصاب على نظام أكثر مادية". ويضيف أنه لا يزال هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به لإظهار أن الهلاميات المائية يمكنها بالفعل "التعلم".