Prosty system sztucznej inteligencji (AI) wykonany z galaretowatego materiału i podłączony do elektrod może „nauczyć się” klasycznej gry wideoPongJak wynika z opublikowanego dzisiaj badania, grać i doskonalić się z biegiem czasu 1.

Wyniki stanowią pierwszy krok w kierunku wykazania, że ​​materiały syntetyczne mogą wykorzystać podstawową formę „pamięci” w celu zwiększenia wydajności, mówi Brett Kagan, dyrektor naukowy w Cortical Labs w Melbourne w Australii. „System rejestruje pamięć w podobny sposób, w jaki koryto rzeki rejestruje pamięć rzeki” – mówi.

W 2022 roku Kagan i jego współpracownicy pokazali 2to system Neurony w naczyniu – znany jako DishBrain – może nauczyć się grać w grę wideo przypominającą tenis stołowy poprzez stymulację elektryczną. Zainspirowany tą pracą Yoshikatsu Hayashi, inżynier biomedyczny z Uniwersytetu w Reading w Wielkiej Brytanii, wraz z kolegami zastanawiał się, czy można zastosować również materiał niebiologicznyPongmógł kontrolować.

Hayashi i jego współpracownicy sięgnęli po hydrożele – galaretowate materiały wykorzystywane do różnych zastosowań, np. komponenty miękkich robotów – zawierające naładowane cząstki zwane jonami. Kiedy hydrożel jest stymulowany elektrycznie, jony przemieszczają się przez materiał, ciągnąc za sobą cząsteczki wody, zmieniając hydrożel. Ta zmiana w rozmieszczeniu jonów wpływa na kolejne ułożenia cząstek – mówi Hayashi.

„To jest jak pamięć fizyczna”.

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

Aby sprawdzić, czy ta „pamięć” może na to pozwolić hydrożelowiPongDo zabawy naukowcy wykorzystali elektrody, aby połączyć materiał z grą na komputerze. Gra została podzielona na siatkę sześciu kwadratów odpowiadających sześciu parom elektrod. Za każdym razem, gdy kula przechodziła przez jeden z kwadratów, odpowiednie elektrody wysyłały sygnał elektryczny do hydrożelu, powodując zmianę położenia jonów. Następnie elektrody czujnikowe zmierzyły prąd elektryczny ponownie rozmieszczonych jonów i przesłały tę informację z powrotem do komputera, który zinterpretował ją jako polecenie przesunięcia rakiety do nowej pozycji. Z biegiem czasu uformowało się to w podstawową „pamięć”, ponieważ na ruchy jonów wpływały ich wcześniejsze przegrupowania.

Szybki uczeń

Początkowo hydrożel uderzał piłkę mniej więcej w połowie przypadków, ale po około 24 minutach zwiększył współczynnik trafień do 60%, co sugeruje, że materiał aktualizuje swoją „pamięć” ruchów piłki za pomocą wzoru jonowego. Lepsza wydajność doprowadziła również do dłuższych wymian – czasów, gdy piłka jest w grze.

Naukowcy przeprowadzili eksperymenty kontrolne, podczas których hydrożel otrzymywał fałszywą informację o położeniu piłki lub działał „na ślepo”, nie będąc w ogóle stymulowany. Oznaczało to, że położenie jonów w żelu nie odzwierciedlało dokładnie gry ekranowej. ThePong-Gra w hydrożel nie wykazała żadnej poprawy w tych warunkach, co sugeruje, że staje się lepsza tylko wtedy, gdy karmi się ją właściwymi informacjami.

Dominował hydrożelPongnie tak szybki jak DishBrain, którego najlepsze działanie zajęło mniej niż 20 minut. „Hydrożele to znacznie prostszy system” – mówi Hayashi. Dodaje jednak, że wyniki sugerują, że hydrożele mają dodatkowe możliwości obliczeniowe, które mogą pomóc naukowcom w opracowaniu wydajniejszych algorytmów.

„Autorzy przyjęli kreatywne podejście do zastosowania koncepcji z neuronauki do układu bardziej fizycznego” – mówi Kagan. Trzeba jednak włożyć więcej pracy, aby wykazać, że hydrożele rzeczywiście mogą się „uczyć” – dodaje.