Ученые научили гидрогель играть и совершенствоваться в Pong
В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports Physical Science, ученые описали эксперимент, основой которого стал гидрогель – вещество, насыщенное ионами и реагирующее на электрические импульсы. При прохождении тока через гель, его структура меняется: ионы перемещаются, что приводит к набуханию и растяжению материала. Эти изменения напоминают процессы, происходящие в биологических нейронных сетях, например, в человеческом мозге, когда формируются новые воспоминания и связи.
Для подключения геля к компьютерной игре Pong, ученые использовали сложную систему электродов, которые «стимулировали» гель и записывали его реакции. Компьютер, управляемый учеными, переводил сигналы в команды, которые затем использовались для управления движениями «ракеткой» в игре.
Изучение нейронных сетей
Главная цель этого эксперимента – углубить понимание того, как работают биологические нейронные сети. Эти сети служат основой для создания искусственных нейронных сетей, таких как те, что используются в современных системах ИИ. Однако, несмотря на их сложность, искусственные сети все еще ограничены, в первую очередь, аппаратным обеспечением.
В отличие от искусственных сетей, биологические системы могут «учиться» через запоминание предыдущих действий и их последствий. Таким образом, ученые стремятся создать компьютер, структура которого будет напоминать живой организм. И в этом им может помочь гидрогель.
Гель, который запоминает
Во время эксперимента гель играл в упрощенную версию Pong, где игровое поле было разделено на девять квадрантов (3x3). Гель мог перемещать «ракетку» вверх и вниз по трем из них.
Исследователи обнаружили, что гидрогель не только смог играть в Pong, но и постепенно улучшал показатели – в среднем они улучшились на 10%. Этот прогресс указывает на то, что гель начал «запоминать», как играть.
Теперь команда планирует перейти к следующему этапу эксперимента, введя систему вознаграждений и наказаний, чтобы стимулировать гель к более эффективному обучению. Возможно, через какое-то время, эта «желеобразная нейронная сеть» сможет не только играть в Pong, но и выполнять более сложные задачи.