Een jelly ball kan pong spelen dankzij een basistype geheugen

Een levenloze bal ionengelei kan een computerspel spelen Pong en zelfs verbeteren in de loop van de tijd. De onderzoekers plannen verdere experimenten om te onderzoeken of het complexere berekeningen aankan en hopen dat het uiteindelijk kan worden gebruikt om robots te besturen.

Geïnspireerd door eerder onderzoek met hersencellen in een speelschaal PongVincent Strong en zijn collega’s van de Universiteit van Reading, Groot-Brittannië, besloten een tennisachtig spel te spelen met nog eenvoudiger materialen. Ze namen een polymeermateriaal dat water bevatte en doorspekten het met ionen om het te laten reageren op elektrische prikkels. Wanneer elektriciteit door het materiaal wordt geleid, verplaatsen deze ionen zich naar de bron van de stroom, trekken water met zich mee en zorgen ervoor dat de gel opzwelt.

In het experiment gebruikten de onderzoekers een standaardcomputer om het spel uit te voeren Pong en gaf stroom door naar verschillende punten op de hydrogel met een drie bij drie raster van elektroden dat de beweging van de bal vertegenwoordigde. Een andere reeks elektroden mat de concentratie van ionen in de hydrogel, die de computer interpreteerde als instructies over waar de peddel moest worden verplaatst.

Het team ontdekte dat de hydrogel niet alleen het spel kon spelen, maar dat door oefening de nauwkeurigheid ervan met wel 10 procent verbeterde en de lengte van de rally toenam.

De hydrogel zwelt sneller dan hij krimpt, terwijl de zwelsnelheid afneemt, zelfs als de elektrische stroom constant blijft. De onderzoekers zeggen dat deze eigenschappen een rudimentair soort geheugen creëren, omdat tekenen van zwelling in de gel blijven geregistreerd.

“In plaats van alleen maar meteen te weten wat er gebeurde, heeft hij een geheugen voor de beweging van de bal gedurende de hele wedstrijd”, zegt Strong. “Zo krijg je de ervaring van de algemene beweging van de bal, en niet alleen van de huidige positie. Het wordt een soort neuraal netwerk in de zwarte doos dat een geheugen heeft voor het gedrag van de bal, hoe deze zich gedraagt ​​en hoe deze beweegt.”

Strong zegt dat de hydrogel aanzienlijk minder complex is dan neuronen in de hersenen, maar het experiment bewijst dat hij in staat is tot soortgelijke taken. Hij gelooft dat het kan worden gebruikt om nieuwe algoritmen te ontwikkelen voor normale computers die taken uitvoeren met het laagste minimum aan hulpbronnen, waardoor een efficiëntere probleemoplossing mogelijk wordt. Maar het kan ook op zichzelf een analoge computer zijn.

“Ik sluit het bestaan ​​van hydrogel in het brein van een robot niet uit”, zegt Strong. ‘Dat klinkt geweldig, en ik zou het graag zien. Hoewel, praktisch… dat weten we nog niet.”