Хидрогел, т.е. просто материал, се е научил да играе на видеоиграта "Pong" от 70-те години на миналия век и е подобрил способността си да удря топката с 10% с известна практика.
"Нашето изследване показва, че дори много прости материали могат да проявяват сложно, адаптивно поведение, което обикновено се свързва с живите системи или сложните изкуствени интелекти, обяснява д-р Хаяши, биомедицински инженер в Университета в Рединг, Великобритания.
"Това открива вълнуващи възможности за разработване на нови видове "умни" материали, които могат да се учат и адаптират към околната среда."
Изследването е описано в статия, публикувана в Cell Reports Physical Science.
Пример за хидрогел, който играе на "Pong". Кредит: Cell Reports Physical Science/Strong et al.
Какво представлява хидрогелът?
Хидрогелът, подобно на желатина или агара, се състои от 3D мрежа от полимери, които стават желеобразни, когато се добави вода.
Хидрогелът в това изследване е "йонен електроактивен полимер", при който средата, заобикаляща полимерната матрица, съдържа заредени частици, в този случай водородни йони.
В резултат на това той може да се деформира, когато към него се приложи електрически ток.
Стимулирането с електрическо поле кара водородните йони да мигрират и при движението си да увличат със себе си водните молекули, което води до набъбване на определени области.
"Скоростта, с която хидрогелът се обезвъздушава, е много по-продължителна от времето, необходимо за набъбването му, което означава, че следващото движение на йоните се влияе от предишното им движение, което е нещо като памет", обяснява първият автор и инженер по роботика от Университета в Рединг, д-р Винсент Стронг (Vincent Strong).
"Продължаващото пренареждане на йоните в хидрогела се основава на предишни пренареждания в хидрогела, стигащи до времето, когато той е бил направен за първи път и е имал хомогенно разпределение на йоните."
Именно това свойство изследователите използват, за да научат хидрогела да играе на "Pong".
Как един хидрогел играе "Понг"?
"Pong" е проста двуизмерна игра, която симулира тенис на маса. Играчите управляват хилката си, като я движат вертикално по лявата или дясната страна на екрана, за да ударят топчето.
Присъединяване на хидрогел към електроден масив за игра на "Pong". Кредит: Cell Reports Physical Science/Strong et al.
В този случай изследователите свързват хидрогела с виртуална среда за игра с помощта на масив от електроди. Той контролирал хилката от лявата страна на игровата среда, а топката се отразявала от неподвижна стена вдясно.
Те използвали електрическа стимулация, за да информират хидрогела за позицията на топката, и измервали движението на йоните в хидрогела, за да определят позицията на хилката.
"С течение на времето, докато топката се движи, гелът събира памет за всички движения. И тогава хилката се движи, за да посрещне тази топка в симулираната среда", разказва Стронг.
"Йоните се движат по начин, който картографира паметта на всички движения с течение на времето, и тази "памет" води до подобряване на ефективността."
Хидрогелът е бил в състояние да удря топката по-често с повече опит, което е довело до по-дълги състезания (броят на ударите по топката, преди тя да бъде пропусната).
Изследователите планират да продължат да изследват "паметта" на хидрогела, като проучат механизмите, които стоят зад нея, и да тестват способността му да изпълнява други задачи.
Справка: Electro-active polymer hydrogels exhibit emergent memory when embodied in a simulated game environment;
Vincent Strong, William Holderbaum, Yoshikatsu Hayashi; Cell Reports Physical Science; Published:August 22, 2024 DOI: https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2024.102151
Източник: Jelly plays Pong and gets better at with practice, Сosmos magazine
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари