Um simples sistema de inteligência artificial (IA) feito de um material gelatinoso e conectado a eletrodos pode ‘aprender’ o clássico videogamePongjogar e melhorar ao longo do tempo, de acordo com um estudo publicado hoje 1.

Os resultados são um primeiro passo para mostrar que os materiais sintéticos podem aproveitar uma forma básica de “memória” para aumentar o desempenho, diz Brett Kagan, diretor científico do Cortical Labs em Melbourne, Austrália. “O sistema registra a memória de maneira semelhante à forma como o leito de um rio registra a memória de um rio”, diz ele.

Em 2022, Kagan e seus colegas mostraram 2que um sistema Neurônios em um prato – conhecido como DishBrain – pode aprender a jogar videogame semelhante ao tênis de mesa por meio de estimulação elétrica. Inspirados por este trabalho, Yoshikatsu Hayashi, engenheiro biomédico da Universidade de Reading, no Reino Unido, e seus colegas se perguntaram se um material não biológico também poderia ser usado.Pongpoderia controlar.

Hayashi e seus colegas recorreram aos hidrogéis – materiais gelatinosos usados ​​para diversas aplicações, como componentes para robôs leves – que contêm partículas carregadas chamadas íons. Quando esse hidrogel é estimulado eletricamente, os íons se movem através do material, puxando consigo moléculas de água, alterando o hidrogel. Esta mudança na distribuição dos íons influencia os próximos arranjos das partículas, diz Hayashi.

“É como uma memória física.”

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

Para testar se esta 'memória' poderia permitir que o hidrogelPongPara jogar, os pesquisadores usaram eletrodos para conectar o material ao jogo no computador. O jogo foi dividido em uma grade de seis quadrados correspondentes a seis pares de eletrodos. Cada vez que a bola passava por um dos quadrados, os eletrodos correspondentes enviavam um sinal elétrico ao hidrogel, fazendo com que a posição do íon mudasse. Em seguida, os eletrodos sensores mediram a corrente elétrica dos íons redistribuídos e transmitiram essa informação de volta ao computador, que a interpretou como um comando para mover a raquete de jogo para uma nova posição. Com o tempo, isto formou uma “memória” fundamental, uma vez que os movimentos dos iões foram influenciados pelos seus rearranjos anteriores.

Aprendiz rápido

Inicialmente, o hidrogel atingiu a bola cerca de metade do tempo, mas aumentou a sua taxa de acerto para 60% em cerca de 24 minutos, sugerindo que o material está a atualizar a sua “memória” dos movimentos da bola utilizando o padrão iónico. O melhor desempenho também levou a jogadas mais longas – os momentos em que a bola está em jogo.

Os pesquisadores conduziram experimentos de controle nos quais o hidrogel recebeu informações falsas sobre a posição da bola ou funcionou “às cegas” por não ser estimulado. Isto significava que as posições dos íons do gel não refletiam com precisão o jogo na tela. OPong-O jogo do hidrogel não apresentou melhorias nessas condições, sugerindo que só melhora quando alimentado com as informações corretas.

O hidrogel dominouPongnão tão rápido quanto o DishBrain, que levou menos de 20 minutos para ter o melhor desempenho. “Os hidrogéis são um sistema muito mais simples”, diz Hayashi. Mas ele acrescenta que os resultados sugerem que os hidrogéis têm capacidades computacionais adicionais que poderiam ajudar os pesquisadores a desenvolver algoritmos mais eficientes.

“Os autores adotaram uma abordagem criativa para aplicar conceitos da neurociência a um sistema mais físico”, diz Kagan. Mas é necessário fazer mais trabalho para mostrar que os hidrogéis podem realmente “aprender”, acrescenta.