Científicos construyen un “cerebro” de gel simple que aprende a jugar mejor al ping pong: Heaven32
Una pequeña gota de gel transparente blando no solo puede jugar al videojuego. ApestarPuede mejorar con el tiempo.
Cuando se conecta con una versión adaptada del juego a través de un conjunto de electrodos, el simple polímero hidrogel Se observó un aumento mensurable de la precisión, lo que dio como resultado jugadas más largas. Es un hallazgo que demuestra la capacidad de recordar, incluso en un material muy básico.
El gel está, por supuesto, muy lejos de ser un cerebro artificial, pero su capacidad recientemente descubierta sugiere algunas nuevas y tentadoras vías de investigación y desarrollo.
“Nuestra investigación muestra que incluso materiales muy simples pueden exhibir comportamientos complejos y adaptativos típicamente asociados con sistemas vivos o IA sofisticada”. Lo explica el ingeniero biomédico Yoshikatsu Hayashi de la Universidad de Reading en el Reino Unido.
“Esto abre posibilidades apasionantes para el desarrollo de nuevos tipos de materiales ‘inteligentes’ que puedan aprender y adaptarse a su entorno”.
El hidrogel en cuestión se basa en un polímero electroactivo, o PEASon polímeros que cambian de tamaño o forma cuando se les aplica una corriente eléctrica y se utilizan comúnmente para actuadores y sensores como una especie de músculo artificial.
En 2022, un equipo de investigadores demostró que se puede enseñar a un conjunto de células cerebrales humanas en un plato a jugar Apestar dándole retroalimentación que le dice al globo si tuvo éxito al golpear una simple “pelota” de píxeles con una “paleta” de píxeles.
Los ingenieros biomédicos Vincent Strong, William Holderbaum y Hayashi, todos de la Universidad de Reading, querían explorar si una capacidad de aprendizaje similar podía demostrarse en algo mucho más simple que el tejido cerebral humano.
El hidrogel EAP fue el sujeto de prueba lógico. Los iones (partículas con carga) dentro de la matriz de cadenas poliméricas reticuladas del hidrogel se mueven cuando se aplica una corriente eléctrica, lo que hace que el gel cambie de forma.
Anteriormente, Hayashi y otro equipo demostraron cómo se puede aprovechar este fenómeno para fabricar hidrogel. latir en sincronía con un marcapasoscomo el modo en que late un corazón, expandiéndose y contrayéndose.
Durante la investigación observaron que el hidrogel conservaba una “memoria” de los latidos incluso después de que los investigadores detuvieran el marcapasos.
“La velocidad a la que el hidrogel se deshincha tarda mucho más que el tiempo que tarda en hincharse en primer lugar, lo que significa que el siguiente movimiento de los iones está influenciado por su movimiento anterior, lo que es algo así como un recuerdo”. Strong explica.
“El continuo reordenamiento de iones dentro del hidrogel se basa en reordenamientos previos dentro del hidrogel, que se remontan a cuando se fabricó por primera vez y tenía una distribución homogénea de iones”.
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Para llevar el hidrogel al siguiente nivel, los investigadores desarrollaron una interfaz especial y un juego adaptado de Apestarcon sólo una paleta rebotando en la pared opuesta de una cancha digital, como si estuviéramos jugando tenis de mesa contra una pared.
Utilizaron estimulación eléctrica para informar al gel de la posición aleatoria de la pelota y midieron el flujo de iones para medir la posición de la pala. También observaron cuánto duraba cada jugada (intercambios de ida y vuelta entre la pala controlada por el gel y la pared, sin fallar) y descubrieron que las jugadas se hacían más largas con el tiempo.
El gel tardó unos 20 minutos en alcanzar su punto máximo. Apestar Nivel de habilidad.
“Con el tiempo, a medida que la pelota se mueve, el gel acumula una memoria de todo el movimiento. Y luego la paleta se mueve para acomodar esa pelota dentro del entorno simulado”. dice fuerte“Los iones se mueven de una manera que crea una memoria de todo el movimiento a lo largo del tiempo, y esta “memoria” da como resultado un mejor rendimiento”.
Según los investigadores, esta memoria es evidencia de una capacidad emergente, una para la que el material no fue diseñado ni entrenado específicamente. Pero eso no significa que el material sea consciente o que se comporte deliberadamente, sino que ha conservado una impresión de una influencia física, algo que puede decirse de la piel de la mejilla después de recostarse sobre una almohada arrugada.
Pero el hallazgo sigue siendo interesante; sin duda abre algunas vías fascinantes para la exploración, entre las que se encuentra, en particular, la determinación de los mecanismos que subyacen a la memoria y si se la puede entrenar para que realice otras tareas.
“Hemos demostrado que la memoria surge dentro de los hidrogeles, pero el siguiente paso es ver si también podemos demostrar específicamente que se está produciendo el aprendizaje”. Fuerte dice.
La investigación ha sido publicada en Informes de células sobre ciencias físicas.