Umelá inteligencia z želé sa učí hrať na pong a zlepšuje sa s praxou

Eine neue Studie zeigt, wie ein künstliches Intelligenzsystem aus gelartigem Material mittels Elektroden das Videospiel Pong erlernt und sich im Laufe der Zeit verbessert. Die Forschungsergebnisse legen nahe, dass synthetische Materialien eine rudimentäre Form von "Gedächtnis" nutzen können, um die Leistung zu steigern.
Nová štúdia ukazuje, ako systém umelej inteligencie vyrobený z materiálu podobného gélu sa učí pong videohry pomocou elektród a v priebehu času sa zlepšuje. Výsledky výskumu naznačujú, že syntetické materiály môžu použiť základnú formu „pamäte“ na zvýšenie výkonu. (Symbolbild/natur.wiki)

Umelá inteligencia z želé sa učí hrať na pong a zlepšuje sa s praxou

Systém jednoduchej umelej inteligencie (AI), ktorý pozostáva z želé podobného materiálu a je pripojený k elektródam, môže sa naučiť hrať klasickú videohru Pong a vylepšiť sa v priebehu času, takže štúdia uverejnená dnes

.

Výsledky sú prvým krokom na preukázanie toho, že syntetické materiály môžu na zvýšenie výkonnosti použiť základnú formu „pamäte“, hovorí Brett Kagan, hlavný vedecký úradník spoločnosti Cortical Labs v Austrálii v Melbourne. „Systém podobným spôsobom ukazuje pamäť, ako rieka zaznamenáva spomienku na rieku,“ hovorí.

V roku 2022 Kagan a jeho kolegovia

2

href = "https://www.nature.com/articles/articles/D41586-03229-" Data-label = "https://www.nature.com/articles/d41586-03229-y" Data-Track-Category = "Body Link"> Neuróny v miske -Známy ako Dishbrain-sa môže naučiť prehrávať videohra podobné elektrickej stimulácii. Yoshikatsu Hayashi, biomedicínsky inžinier na University of Reading, inšpirovaný touto prácou, a jeho kolegovia a jeho kolegovia, či by tiež biologický materiál mohol zvládnuť aj nebiologický materiál.

Hayashi a jeho kolegovia sa zmenili na hydrogély - materiály podobné želé, ktoré sa používajú pre rôzne aplikácie, ako sú komponenty pre mäkké roboty - a obsahujú nabité častice nazývané ióny. Ak je tento hydrogel elektricky stimulovaný, ióny sa pohybujú materiálom a vytiahnite s ním molekuly vody, čo mení hydrogél. Táto zmena v distribúcii iónov ovplyvňuje ďalšie usporiadanie častíc, hovorí Hayashi.

"Je to ako fyzická pamäť."

Ak chcete otestovať, či táto „pamäť“ môže umožniť Hydrogel hrať pong , vedci použili elektródy na pripojenie materiálu k hre v počítači. Hra bola rozdelená do mriežky šiestich štvorcov, ktoré zodpovedali šiestim párom elektród. Zakaždým, keď lopta prešla jedným z štvorcov, zodpovedajúce elektródy vyslali do hydrogélu elektrický signál, ktorý zmenil polohu iónov. Potom elektródy snímača merali elektrický prúd obklopených iónov a vrátil tieto informácie späť do počítača, ktorý ich interpretoval ako príkaz na presunutie hernej rakety do novej polohy. Postupom času sa to vytvorilo v základnej „pamäti“, pretože pohyby iónov boli ovplyvnené ich predchádzajúcimi zmenami.

Rýchly študent

Na začiatku hydrogel zasiahol loptu asi polovicu času, ale zvýšil svoju mieru zásahu na 60% za približne 24 minút, čo naznačuje, že materiál aktualizuje svoju „pamäť“ pohybov lopty pomocou iónového vzoru. Vylepšený výkon tiež viedol k dlhším zhromaždeniam - časom, keď je lopta zapojená.

Vedci uskutočňovali kontrolné experimenty, v ktorých hydrogel dostal nesprávne informácie o polohe lopty alebo bol „slepý“ prevádzkovaný tým, že ju vôbec nepodorí. To znamenalo, že pozície iónov gélu presne neodrážali hru na obrazovke. Za týchto podmienok hra pong Hydrogel nevykazovala žiadne vylepšenia, čo naznačuje, že sa zlepší iba vtedy, ak sa pridajú správne informácie.

Hydrogel dominoval Pong nie tak rýchlo ako DishBrain, ktorý potreboval menej ako 20 minút, aby urobil to najlepšie. „Hydrogély sú oveľa jednoduchší systém,“ hovorí Hayashi. Dodáva však, že výsledky naznačujú, že hydrogély majú ďalšie aritmetické zručnosti, ktoré by vedci mohli podporovať pri vývoji efektívnejších algoritmov.

„Autori sa riadili tvorivým prístupom k prenosu konceptov z neurovedy do fyzickejšieho systému,“ hovorí Kagan. Musí sa však urobiť viac práce, aby sa ukázalo, že hydrogély sa môžu skutočne „učiť“, dodáva.

  1. strong, V., Holderbaum, W. & Hayashi, Y. Cell Rep. Phys. Sci. 5 , 102151 (2024).

    Kagan, B. J. et al. neurón 110 , 3952–3969 (2022).