科學家們使水凝膠能夠在乒乓球遊戲中發揮和改進

科學家們使水凝膠能夠在乒乓球遊戲中發揮和改進


研究人員發現,一種柔軟、黏稠的富含水分的凝膠不僅能夠玩乒乓球遊戲,而且隨著時間的推移,它的表現會越來越好。

這項發現是在培養皿中的腦細胞被教導如何演奏 20 世紀 70 年代的經典音樂之後近兩年得出的,參與研究的研究人員表示,這一結果顯示出「類似於智力的東西」。

這項最新研究背後的團隊表示,雖然他們受到這項工作的啟發,但他們並不聲稱他們的水凝膠具有感知能力。

「我們聲稱它有記憶,透過記憶,它可以透過獲得經驗來提高表現,」該研究的第一作者、雷丁大學的文森特·斯特朗博士說。

水凝膠會打乒乓球並隨著時間的推移而進步 – 視頻

Strong 表示,這項工作可以提供一種更簡單的方法來開發神經網路演算法——支援包括 Chat GPT 在內的人工智慧系統的模型——並指出目前它們是基於生物結構的工作原理。

Pong 於 1972 年發布,是最早的視頻遊戲之一,它的前提很簡單:球場上的兩個球拍可以上下移動,以便在它們之間來回擊球。集會時間越長,分數越高。

斯特朗的研究重點是單人遊戲版本,其中球拍沿著球場的一面牆移動,以保持球彈跳。

他和他的同事在《細胞報告物理科學》雜誌上撰文,描述了他們如何將電活性聚合物水凝膠夾在兩塊板之間,每塊板都有一個3×3 陣列的電極,連接到模擬Pong 的電腦系統。

然後,對 6 對 3×2 排列的電極進行刺激,以代表球在比賽場地內的運動。

在其他三個電極對(代表槳所在的牆壁)上,團隊施加了一個小電壓,並用感測器測量了電流。槳的位置定義為電流最高的點。

至關重要的是,實驗中使用的水凝膠類型含有帶電離子。它們會響應電刺激而移動並停留在它們最終的地方。

因此,沿著「牆」的電流最高的點可能會隨著球的移動而移動,這意味著槳可能會改變位置。

「一開始,離子是均勻且隨機分佈的,因此槳會擊中球並錯過球,」斯特朗說。

但當球在球場上晃動時,凝膠會受到越來越多的電刺激。

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斯特朗說:“隨著時間的推移,球所在位置的離子濃度會增加,起到一種肌肉記憶的作用,濃度越高,電流讀數就越高,槳的動作就越準確。”

換句話說,球拍能夠更頻繁地擊球,從而導致更長的比賽時間。

「我們的研究表明,即使是非常簡單的材料也能表現出複雜的適應性行為,通常與生命系統或複雜的人工智慧相關,」雷丁大學該研究的另一位作者 Yoshikatsu Hayashi 博士說。

Cortical Labs 的首席科學官 Brett Kagan 博士致力於研究打乒乓球的腦細胞,但沒有參與最新的研究,他表示,水凝膠系統展示了一種基本的記憶形式,類似於河床記錄記憶的方式。

他說,這有助於了解介質內的變化如何幫助電訊號更好地通過介質。

但他表示,還需要做更多的工作來證明水凝膠可以「學習」。

「表現和進步與特定的刺激位置有關。當以任何方式改變這一點時,系統無法重新組織以仍然顯示效能,」卡根說。

“這與我們在神經系統中的測試不同,我們在神經系統中的測試表明,無論你如何呈現信息,學習仍然會發生。”

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