Najnowsze badania przeprowadzone przez zespół dr Yoshikatsu Hayashi z Uniwersytetu w Reading dowodzą, że nawet najprostsze materiały, jak hydrożele, potrafią dostosowywać się do swojego otoczenia w sposób zbliżony do zachowań żywych organizmów. Naukowcy postanowili połączyć hydrożel z komputerową symulacją klasycznej gry wideo z lat 70., znanej jako Pong, i zdziwiająco udało im się nauczyć go grać!

W artykule opublikowanym w magazynie "Cell Reports Physical Science" (DOI: 10.1016/j.xcrp.2024.102151) badacze przedstawiają wyniki swoich eksperymentów, które ukazują, jak prosty materiał może wykazywać złożone, adaptacyjne zachowania. Po zainstalowaniu specjalnie zaprojektowanej tablicy elektrod, hydrożel zdołał wykazywać coraz lepsze osiągi w grze, a jego umiejętności poprawiały się wraz z czasem.

Inspirując się wcześniejszymi eksperymentami, w których grupy ludzkich i mysich komórek mózgowych nauczyły się grać w tę grę, badacze zauważyli, że ruch naładowanych cząstek w hydrożelu w odpowiedzi na stymulację elektryczną może tworzyć swoistą "pamięć" w materiale. - Możemy zaobserwować, że hydrożele osiągają mechanizmy pamięci podobne do tych w bardziej skomplikowanych sieciach neuronowych – dodał Vincent Strong, jeden z głównych autorów badania.

Hydrożele, będące galaretowatymi, elastycznymi materiałami, doświadczają zmian kształtu pod wpływem ruchu jonów po stymulacji elektrycznej, co czyni je niezwykle interesującym kierunkiem badań w dziedzinie sztucznej inteligencji. Hayashi podkreślił, że ich prace mogą prowadzić do opracowania nowych, "inteligentnych" materiałów, zdolnych do nauki i adaptacji - a to otwiera drzwi do innowacji w różnych dziedzinach, takich jak robotyka czy biomateriały.

Podczas eksperymentów hydrożel początkowo potrafił uderzać piłkę tylko przez połowę czasu, ale po około 24 minutach trwania gry zwiększył swoją zdolność do 60%, co wskazuje na nowy rodzaj inteligencji, który różni się od tradycyjnych algorytmów sztucznej inteligencji opartych na sieciach neuronowych. Badacze zwracają uwagę, że hydrożel poprawia swoje umiejętności tylko wtedy, gdy otrzymuje odpowiednie informacje o położeniu piłki, co świadczy o jego zdolności do "uczenia się".

Future Research

W przyszłości naukowcy planują zbadać w jeszcze większym stopniu mechanizmy pamięci hydrożelu oraz sprawdzić, jak jego zdolności mogą być wykorzystane do rozwiązywania bardziej skomplikowanych zadań. Możliwości zastosowania hydrożeli są praktycznie nieograniczone – od nowatorskich urządzeń medycznych po zaawansowane systemy informatyczne.

Czy więc nadchodzi nowa era inteligentnych materiałów, które mogą zmienić nasze życie? Czas pokaże, ale z pewnością te badania otwierają fascynujące perspektywy na przyszłość nauki i technologii!