Jednoduchý systém umělé inteligence (AI) vyrobený z materiálu podobného želé a připojené k elektrodám se může „naučit“ klasickou videohraPongHrát a zlepšovat se v průběhu času, podle dnes zveřejněné studie 1.

Výsledky jsou prvním krokem k ukázání, že syntetické materiály mohou využít základní formu „paměti“ pro zvýšení výkonu, říká Brett Kagan, hlavní vědecký ředitel kortikálních laboratoří v australském Melbourne. "Systém zaznamenává paměť podobným způsobem jako to, jak koryta řeky zaznamenává vzpomínku na řeku," říká.

V roce 2022 ukázali Kagan a jeho kolegové 2že systém Neurony v misce -Známý jako dishbrain-může se naučit hrát videohru podobnou stolním tenisu prostřednictvím elektrické stimulace. Inspirovaný touto prací, Yoshikatsu Hayashi, biomedicínský inženýr na University of Reading ve Velké Británii a jeho kolegové přemýšleli, zda lze také použít nebiologický materiálPongmohl ovládat.

Hayashi a jeho kolegové se obrátili na hydrogely-želé podobné materiály používané pro různé aplikace, jako jsou komponenty pro měkké roboty-, které obsahují nabité částice nazývané ionty. Když je tento hydrogel elektricky stimulován, ionty se pohybují materiálem a tahají s nimi molekuly vody a mění hydrogel. Tato změna v distribuci iontů ovlivňuje další uspořádání částic, říká Hayashi.

"Je to jako fyzická paměť."

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

Otestovat, zda by tato „paměť“ mohla umožnit hydrogeluPongPro hraní vědci použili elektrody k připojení materiálu ke hře na počítači. Hra byla rozdělena do mřížky šesti čtverců odpovídajících šesti párům elektrod. Pokaždé, když míč prochází jedním z čtverců, odpovídající elektrody poslaly elektrický signál hydrogelu, což způsobilo, že se iontová poloha změnila. Poté senzorové elektrody měřily elektrický proud přesunutých iontů a tyto informace přenesly zpět do počítače, které jej interpretovaly jako příkaz přesunout herní raketu do nové pozice. V průběhu času se to vytvořilo do základní „paměti“, protože pohyby iontů byly ovlivněny jejich předchozími přeskupeními.

Rychlý student

Zpočátku hydrogel zasáhl míč asi polovinu času, ale zvýšil svůj zásah na 60% za přibližně 24 minut, což naznačuje, že materiál aktualizuje svou „paměť“ pohybů míče pomocí iontového vzoru. Vylepšený výkon také vedl k delším shromáždění - časy, kdy je míč ve hře.

Vědci provedli kontrolní experimenty, ve kterých byl hydrogel poskytnut nepravdivé informace o poloze míče nebo provozoval „slepý“ tím, že nebyli vůbec stimulováni. To znamenalo, že pozice iontů gelu neodrážely hru obrazovky. ThePong-Jame hydrogelu nezaznamenala žádná vylepšení za těchto podmínek, což naznačuje, že se zlepší pouze při krmení správných informací.

Hydrogel dominovalPongNe tak rychle jako dishbrain, který trval méně než 20 minut, než vystoupil v nejlepším případě. "Hydrogely jsou mnohem jednodušší systém," říká Hayashi. Dodává však, že výsledky naznačují, že hydrogely mají další výpočetní schopnosti, které by mohly vědcům pomoci vyvinout efektivnější algoritmy.

"Autoři zaujali tvůrčí přístup k uplatňování konceptů z neurovědy na fyzičtější systém," říká Kagan. Je však třeba udělat více práce, aby se ukázalo, že hydrogely se mohou skutečně „učit“, dodává.