Onderzoekers ontdekten dat de zachte en zachte, waterrijke gel niet alleen de videogame Pong kan spelen, maar er na verloop van tijd ook beter in wordt.
De bevindingen komen bijna twee jaar nadat hersencellen in een schaaltje leerden hoe ze de klassieker uit de jaren zeventig moesten spelen, een resultaat dat volgens onderzoekers “iets leek op intelligentie”.
Het team achter de laatste studie zei dat ze weliswaar geïnspireerd waren door het werk, maar niet beweerden dat hun hydrogel bewust was.
“Wij beweren dat het een geheugen heeft en dat het via dat geheugen de prestaties kan verbeteren door ervaring op te doen”, zegt Dr. Vincent Strong, eerste auteur van het onderzoek, van de Universiteit van Reading.
Strong zei dat het werk een eenvoudiger manier zou kunnen bieden om algoritmen te ontwikkelen voor neurale netwerken – de modellen die ten grondslag liggen aan AI-systemen, waaronder Chat GPT – en merkt op dat ze momenteel gebaseerd zijn op de manier waarop biologische structuren werken.
Pong, uitgebracht in 1972, was een van de eerste videogames en heeft een eenvoudig uitgangspunt: twee peddels op een veld kunnen op en neer worden bewogen om een bal tussen hen heen en weer te slaan. Hoe langer de rally, hoe hoger de score.
Het onderzoek van Strong concentreerde zich op een versie voor één speler waarin een peddel langs een muur van het speelveld wordt bewogen om te voorkomen dat de bal stuitert.
In het tijdschrift Cell Reports Physical Science beschrijven hij en zijn collega’s hoe ze een elektroactieve polymeerhydrogel tussen twee platen plaatsten, elk met een 3×3 reeks elektroden verbonden met een computersysteem dat Pong simuleerde.
Zes paar elektroden, in een 3×2 opstelling, werden vervolgens gestimuleerd om de beweging van de bal binnen het speelveld weer te geven.
Over de andere drie paar elektroden – die de muur vertegenwoordigen waarlangs het mes zich bevindt – heeft het team een kleine spanning aangelegd en de stroom werd gemeten door de sensoren. De positie van de peddel werd gedefinieerd als het punt waar de stroming het hoogst was.
Het belangrijkste is dat het type hydrogel dat in het experiment wordt gebruikt, geladen ionen bevat. Ze bewegen als reactie op elektrische stimulatie en blijven waar ze terechtkomen.
Als gevolg hiervan kan het punt langs de “muur” met de hoogste stroom bewegen terwijl de bal beweegt, wat betekent dat de peddel van positie kan veranderen.
“In het begin zijn de ionen gelijkmatig en willekeurig verdeeld, zodat de peddel de bal raakt en mist”, zei Strong.
Maar naarmate de bal over het veld stuitert, krijgt de gel steeds meer elektrische stimulatie.
na het promoten van de nieuwsbrief
“In de loop van de tijd nemen de ionenconcentraties toe waar de bal het hoogst is, wat fungeert als een soort spiergeheugen, omdat er bij hogere concentraties hogere elektrische stroommetingen zijn en de peddel nauwkeuriger kan handelen,” zei Strong.
Met andere woorden, de paddle kan de bal vaker raken, wat resulteert in een langere rally.
“Ons onderzoek toont aan dat zelfs zeer eenvoudige materialen complex, adaptief gedrag kunnen vertonen dat doorgaans geassocieerd wordt met levende systemen of geavanceerde kunstmatige intelligentie”, zegt dr. Yoshikatsu Hayashi, een andere auteur van het onderzoek aan de Universiteit van Reading.
Dr. Brett Kagan, hoofd wetenschappelijk medewerker bij Cortical Labs, die werkte aan pong-spelende hersencellen, maar niet betrokken was bij de laatste studie, zei dat het hydrogelsysteem een basisvorm van geheugen vertoont, vergelijkbaar met de manier waarop een rivierbedding herinneringen vastlegt aan een rivier.
Dat kan, zei hij, nuttig zijn om te begrijpen hoe veranderingen binnen een medium ervoor kunnen zorgen dat elektrische signalen er beter doorheen gaan.
Maar hij zei dat er aanzienlijk meer werk nodig zou zijn om aan te tonen dat hydrogels kunnen ‘leren’.
“Prestaties en verbeteringen zijn gebonden aan een specifieke stimulatielocatie. Toen dit op welke manier dan ook werd veranderd, kon het systeem niet worden gereorganiseerd om nog steeds prestaties te leveren”, aldus Kagan.
“Dit is anders dan onze tests in neurale systemen, waar we hebben aangetoond dat hoe je de informatie ook presenteert, er nog steeds wordt geleerd.”