Ученые научили гидрогель играть и совершенствоваться в видеоигре Pong 🎮🧪

Исследователи из Университета Рединга обнаружили, что мягкий водный гидрогель способен не только играть в классическую видеоигру Pong, но и улучшать свои результаты со временем. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Cell Reports Physical Science и показывают, что даже простые материалы могут демонстрировать адаптивное поведение, схожее с живыми системами или ИИ.

Как работает эксперимент 🧬

Учёные поместили электроактивный гидрогель между двумя пластинами, каждая из которых содержала сетку из электродов 3×3, подключённых к компьютеру, симулирующему Pong. Шесть электродов отвечали за движение мяча по игровой площадке, а три других — за положение «ракетки» вдоль стены.

Гидрогель содержит заряженные ионы, которые перемещаются под воздействием электрического тока и остаются на новом месте. Таким образом, зона с наибольшим током вдоль «стены» смещается по мере движения мяча, что позволяет ракетке менять своё положение.

«Изначально ионы распределены случайным образом, поэтому ракетка часто промахивается», — объясняет доктор Винсент Стронг, первый автор исследования.
«Со временем концентрация ионов увеличивается там, где мяч чаще всего бьётся, создавая своего рода мышечную память. Это позволяет ракетке действовать точнее и дольше удерживать мяч в игре».

Результаты 🕹️

В результате гидрогель постепенно научился чаще отбивать мяч, увеличивая продолжительность игровых серий. Доктор Ёсикацу Хаяши отметил, что такой простой материал демонстрирует сложное адаптивное поведение, обычно связанное с живыми организмами или искусственным интеллектом.

Доктор Бретт Каган, эксперт по клеточным нейросетям, подчеркнул, что гидрогель демонстрирует простейшую форму памяти, сравнимую с тем, как русло реки «запоминает» течение воды. Однако, по его словам, чтобы доказать полноценную способность гидрогелей к обучению, потребуется ещё много исследований:

«Улучшение производительности зависело от конкретного положения стимула. При изменении этого положения система не могла адаптироваться», — отметил Каган.

Значение исследования 🌱

Работа учёных показывает, что новые материалы с электростимуляцией могут служить моделью для разработки нейросетевых алгоритмов и изучения адаптивного поведения. Хотя гидрогель не является разумным, он демонстрирует способность накапливать опыт и использовать его для улучшения работы, что открывает интересные возможности для материаловедения и робототехники.

Эта инновация подчёркивает потенциал простых, но адаптивных систем и расширяет понимание того, как можно создавать новые формы «интеллекта» вне биологических организмов.