Inteligentny hydrożelowy materiał "uczy się" grać w Ponga i robi to coraz lepiej
Wyobraź sobie sztuczną inteligencję wykonaną z żelopodobnego materiału, która potrafi grać w gry, z czasem stając się w nich coraz lepsza i lepsza. To wcale nie jest już filmowe science fiction – to rzeczywistość, którą w najnowszym badaniu opisali naukowcy Uniwersytetu w Reading.
Pong z 1972 roku, uznawany za jedną z pierwszych gier wideo w historii, chociaż bazujący na prostych mechanizmach i ubogich efektach wizualnych, przez lata inspirował kolejnych twórców branży elektronicznej rozrywki. Okazuje się, że ten legendarny tytuł ma teraz nowego, niezwykłego gracza - hydrożel. Naukowcy z Uniwersytetu w Reading odkryli, że materiał, który z pozoru nie ma nic wspólnego z życiem, potrafi "nauczyć się" grać w tę klasyczną grę, a co więcej, z biegiem czasu nawet poprawiać swoje umiejętności.
Hydrożel to miękki, elastyczny materiał zbudowany z trójwymiarowej sieci polimerów, który pochłania wodę, przyjmując konsystencję galaretki. Jest powszechnie stosowany w różnych dziedzinach, od soczewek kontaktowych, po implanty piersi, ale jego potencjał może być znacznie większy.
Pong, klasyczna gra z lat 70., wydaje się być idealnym testem dla prostych systemów sztucznej inteligencji (AI - Artificial Intelligence). W tym eksperymencie wykorzystano hydrożel złożony z jonowych polimerów elektroaktywnych (EAP - Electroactive Polymer) zawierających głównie naładowane cząsteczki wodoru. Hydrożel został podłączony do wirtualnego środowiska gry, jego zadaniem było kontrolowanie paletki zlokalizowanej po lewej stronie ekranu.
Naukowcy stymulowali hydrożel prądem elektrycznym (z podłączonych elektrod), wywołując odkształcanie hydrożelu. Ruch jonów wewnątrz materiału prowadził do tworzenia się "pamięci", pozwalającej zbierać i zapisywać informacje na temat pozycji piłki, co odpowiadało za przemieszczanie paletki w grze Pong. Wyniki przeszły oczekiwania naukowców, zaskakując nawet ich samych. Jony, przemieszczając się, "zapamiętywały" poprzednie wzory ruchu, co pozwoliło hydrożelowi lepiej przewidywać trajektorię piłki i częściej w nią trafiać, poprawiając swoje wyniki w grze.
Po upływie 24 minut skuteczność trafień wzrosła do 60 procent, co było szczytem jego możliwości. To świadczy o tym, że materiał "uczył się" i dostosowywał swoje zachowanie na podstawie wcześniejszych doświadczeń.
Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie inteligentnych materiałów. Wyniki mogą być pierwszym krokiem do stworzenia bardziej zaawansowanych algorytmów, wykorzystujących sztuczne materiały do nauki i adaptacji.
Czy hydrożel jest przyszłością inteligentnych systemów? Warto mieć na uwadze, że możliwości wydają się być ogromne, ale pomimo obiecujących wyników, badania nad tym niezwykłym materiałem tak naprawdę dopiero się rozpoczynają. To, co zaczęło się od gry w Pong, może wkrótce zrewolucjonizować wiele dziedzin nauki i technologii.
Naukowcy planują dalsze eksperymenty, aby lepiej zrozumieć mechanizmy stojące za tym zjawiskiem oraz sprawdzić, czy hydrożel może wykonywać inne zadania poza grą w Ponga. Możliwe, że materiały te w niedalekiej przyszłości znajdą zastosowanie w medycynie, np. przy tworzeniu tkanek imitujących bijące serce.
