Et simpelt kunstigt intelligens (AI) -system lavet af et gelélignende materiale og forbundet til elektroder kan 'lære' det klassiske videospilPongAt spille og forbedre sig over tid, ifølge en undersøgelse offentliggjort i dag 1.

Resultaterne er et første skridt hen imod at vise, at syntetiske materialer kan udnytte en grundlæggende form for 'hukommelse' for at øge ydeevnen, siger Brett Kagan, Chief Scientific Officer ved Cortical Labs i Melbourne, Australien. ”Systemet registrerer hukommelsen på en lignende måde som, hvordan en flodbund registrerer mindet om en flod,” siger han.

I 2022 viste Kagan og hans kolleger 2at et system Neuroner i en skål -Kendt som opvask-kan lære at spille bordtennislignende videospil gennem elektrisk stimulering. Inspireret af dette arbejde, Yoshikatsu Hayashi, en biomedicinsk ingeniør ved University of Reading, UK, og hans kolleger spekulerede på, om et ikke-biologisk materiale også kunne brugesPongkunne kontrollere.

Hayashi og hans kolleger vendte sig til hydrogeler-gelélignende materialer, der blev brugt til forskellige anvendelser, såsom komponenter til bløde robotter-der indeholder ladede partikler kaldet ioner. Når denne hydrogel stimuleres elektrisk, bevæger sig ionerne gennem materialet og trækker vandmolekyler med dem og ændrer hydrogelen. Denne ændring i fordelingen af ​​ioner påvirker de næste arrangementer af partikler, siger Hayashi.

"Det er som en fysisk hukommelse."

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

At teste, om denne 'hukommelse' kunne give hydrogelen mulighed for atPongFor at spille brugte forskerne elektroder til at forbinde materialet til spillet på en computer. Spillet blev opdelt i et gitter på seks firkanter svarende til seks par elektroder. Hver gang bolden passerede gennem en af ​​firkanterne, sendte de tilsvarende elektroder et elektrisk signal til hydrogelen, hvilket fik ionpositionen til at ændre sig. Derefter målte sensorelektroder den elektriske strøm af de omdisponerede ioner og transmitterede disse oplysninger tilbage til computeren, som fortolkede dem som en kommando til at flytte spillespil til en ny position. Over tid dannede dette sig til en grundlæggende 'hukommelse', da bevægelserne i ionerne blev påvirket af deres tidligere omarrangementer.

Hurtig elev

Oprindeligt ramte Hydrogel bolden omtrent halvdelen af ​​tiden, men øgede sin hitrate til 60% på cirka 24 minutter, hvilket antyder, at materialet opdaterer dets 'hukommelse' af kuglens bevægelser ved hjælp af det ioniske mønster. Den forbedrede ydelse førte også til længere stævner - de tidspunkter, hvor bolden er i spil.

Forskerne gennemførte kontroleksperimenter, hvor hydrogelen fik falske oplysninger om boldens position eller betjente 'blind' ved ikke at blive stimuleret overhovedet. Dette betød, at positionerne for gelens ioner ikke nøjagtigt afspejler skærmspilet. DePong-Game af hydrogelen viste ingen forbedringer under disse forhold, hvilket antyder, at det kun bliver bedre, når de fodres de rigtige oplysninger.

Hydrogel domineredePongIkke så hurtigt som opvask, der tog mindre end 20 minutter at udføre bedst. ”Hydrogeler er et meget enklere system,” siger Hayashi. Men han tilføjer, at resultaterne antyder, at hydrogeler har yderligere beregningsmuligheder, der kan hjælpe forskere med at udvikle mere effektive algoritmer.

”Forfatterne tog en kreativ tilgang til at anvende koncepter fra neurovidenskab til et mere fysisk system,” siger Kagan. Men der skal gøres mere arbejde for at vise, at hydrogeler faktisk kan 'lære', tilføjer han.