Materiál, ktorý dokáže premýšľať ako človek? Vedcom z Penn State sa podarilo vytvoriť tento jedinečný koncept
Deformovateľný polymér funguje na základe konfigurovateľných integrovaných obvodov a dokáže cítiť.
Vedci z univerzity Penn State v spolupráci s americkými leteckými silami navrhli materiál, ktorý dokáže rozmýšľať podobne ako ľudský mozog. Ich koncept sa zakladá na konfigurovateľnej alternatíve k integrovaným obvodom.
Pod integrovanými obvodmi sa spravidla rozumie niekoľko elektronických komponentov umiestnených na polovodičovej doske, prevažne z kremíku. Nachádzajú sa v množstve moderných elektronických zariadení, od smartfónov až po roboty. Experti vysvetľujú, že integrované obvody sú základom pre moderné zariadenia, no doteraz sa ich nepodarilo vytvoriť inak než s kremíkovým polovodičom.
Výskumníci z Penn State University v tomto smere prinášajú revolučný koncept – možnosť pretvoriť akýkoľvek materiál na vlastný integrovaný obvod a dať mu schopnosť rozmýšľať nad tým, čo sa deje okolo neho. Ich materiál dokáže súčasne cítiť, porozmýšľať a následne reagovať na mechanické zmeny bez toho, aby mal ďalšie obvody na spracovanie podobných signálov. Inými slovami, materiál využíva rekonfigurovateľné obvody na umožnenie zachytávania a konverzie externých vstupov na elektrické informácie, ktoré sa potom môžu spracovať na generovanie výstupných signálov.
„Mäkký polymér sa správa ako mozog, ktorý dokáže prijímať digitálne signály informácií a následne ich spracovať, čím vzniká nová sekvencia informácií, ktorá ovláda reakcie materiálu,“ vysvetľuje Ryan Harne, ktorý sa na štúdii podieľal.
Vedci objavili spôsob ako použiť matematiku a kinematiku (pozn. redakcie: pohyb jednotlivých častí systému), aby vytvorili základnú formu inteligencie.
Reakcia na mechanické stimuly
Základom materiálu sú obvody, ktoré sa môžu prepájať rôznymi spôsobmi. Keď materiál zaznamená vonkajší stimul, tento pocit preloží do elektrickej informácie a následne vytvorí výstupný signál. Vedci vysvetľujú, že ich materiál dokáže použiť mechanickú silu na riešenie komplexných aritmetických problémov, alebo zaznamenať rádiové signály na komunikovanie pomocou špecifických svetelných signálov. Možností uplatnenia je je nespočetne veľa, pretože tím navrhol materiál tak, aby sa dokázal prispôsobiť.
Neprehliadnite
Autori štúdie zároveň naznačujú, že proces rozmýšľania materiálu je podobný ako rozmýšľanie človeka. Vedecký tím vidí uplatnenie aj v sfére automatizácie alebo záchranných zložkách. Fascinujúcim je aj využitie materiálu v biohybridných zariadeniach, ktoré by dokázali identifikovať, izolovať a neutralizovať vzduchom šíriace sa patogény.
„Človeka robí človekom naša schopnosť pozorovať a rozmýšľať o svete okolo nás. Naše zmysly vnímajú množstvo informácií, ktoré vyhodnocujeme a na ich základe reagujeme,“ tvrdí Harne.
V rámci výskumu vedci použili ako informáciu mechanickú silu, teda niečo, čo materiál dokáže deformovať. Materiál vyhodnotí na neho pôsobiacu silu a následne signál spracuje a vyhodnotí. Ich koncept sa zakladá na predchádzajúcej verzii materiálu, ktorá síce dokázala vnímať mechanickú silu rovnako, no následne reagovala na základe predprogramovaných možností.
Harne dodal, že materiály musia vykonávať rovnaké zložité vnútorné výpočty ako mozog, aby mohli spracovávať informácie a premýšľať o nich podobne.
Ich práca sa však ani zďaleka nekončí. Rozmýšľajúci materiál dokáže vnímať „hmatom“, no v budúcnosti by mu chcel vedecký tím pridať aj zrak. Ich cieľom je vyvinúť materiál, ktorý by sa dokázal samostatne navigovať prostredím tým, že vidí značky a dokáže sa vyhnúť napríklad tomu, aby naň niekto stúpil.
Komentáre