باحثون يكتشفون أن التعلم يمكن محاكاته في المادة الاصطناعية

اكتشف باحثون في جامعة روتجرز أن التعلم يمكن محاكاته في المادة الاصطناعية. التعلم هو ميزة رئيسية من الذكاء، ويمكن أن يكون الاكتشاف الجديد له آثار كبيرة على تطوير الخوارزميات في الذكاء الاصطناعي (AI).

نشرت الدراسة الجديدة في مجلة PNAS.

السمة الأساسية للبشر

السمة الأساسية للتعلم في البشر كانت مصدر إلهام لتطوير العديد من تقنيات الذكاء الاصطناعي، وتتيح لهم التكيف مع الظروف والبيئات المتغيرة. ومع ذلك، غالباً ما يركز الذكاء الاصطناعي على محاكاة المنطق البشري. يوفر الاكتشاف الجديد للباحثين طريقًا لمحاكاة الإدراك البشري في الأجهزة التي يمكنها التعلم والتذكر والاتخاذ القرارات بشكل مشابه للبشر وأدمغتهم.

من خلال إنشاء هذا في الحالة الصلبة، يمكن تطوير خوارزميات جديدة في الذكاء الاصطناعي والحوسبة الشبيهة بالدماغ مع مرونة للتعامل مع عدم اليقين والتناقضات والجوانب الأخرى المماثلة الموجودة في حياتنا اليومية. تقوم الحوسبة الشبيهة بالدماغ ببناء أنظمة عصبية اصطناعية لنقل الإشارات الكهربائية التي تمحو إشارات الدماغ، وهي تفعل ذلك لمحاكاة الهيكل والتشغيل العصبي العام للدماغ البشري.

انضم إلى الباحثين في روتجرز زملاء من جامعة بوردو وجامعة جورجيا ومختبر أرغون الوطني.

دور أكسيد النيكل

درست الباحثون معًا كيف استجابت التوصيل الكهربائي لأكسيد النيكل، وهو نوع خاص من المواد العازلة، بعد تغيير بيئته عدة مرات خلال فترات زمنية مختلفة.

سوبهاشيش مانдал هو باحث ما بعد الدكتوراه في قسم الفيزياء والفلك في روتجرز-نيو برانزويك.

“الهدف كان العثور على مادة يمكن تعديل التوصيل الكهربائي لها عن طريق تعديل تركيز العيوب الذرية بالتحفيز الخارجي مثل الأكسجين والاوزون والضوء،” قال مانдал. “درسنًا كيفية سلوك هذه المادة عندما نقوم بتطعيم النظام بالأكسجين أو الهيدروجين، وأهم من ذلك، كيف يغير التحفيز الخارجي الخواص الإلكترونية للمادة.”

كان أحد اكتشافات الباحثين أن المادة لم تستطع الاستجابة بالكامل عندما تغير التحفيز الغازي بسرعة. بدلاً من ذلك، ظلت في حالة غير مستقرة في كلا البيئتين بينما بدأت استجابتها في التناقص.

ثم قدم الباحثون تحفيزًا مثل الأوزون، واستجابت المادة بقوة قبل أن تتناقص مرة أخرى.

“أهم جزء من نتائجنا هو أنه يظهر سمات تعلم عالمية مثل التأقلم والحساسية التي نجد عادة في الأنواع الحية،” قال مانдал. “يمكن أن يلهم سلوك هذه المواد خوارزميات جديدة للذكاء الاصطناعي. تمامًا كما أن حركة الطيور أو الأسماك الجماعية ألهمت الذكاء الاصطناعي، نعتقد أن السلوك الجماعي للإلكترونات في مادة صلبة كمومية يمكن أن يفعل الشيء نفسه في المستقبل.

“يتطلب مجال الذكاء الاصطناعي المتزايد أجهزة يمكنها استضافة خواص الذاكرة التكيفية وراء ما يستخدم في أجهزة الكمبيوتر اليوم،” продолжил. “نجد أن معززات أكسيد النيكل، التي كانت مقيدة تاريخيًا بالسعي الأكاديمي، قد تكون مرشحين مثيرين للاهتمام لتجربتهم في المستقبل للحواسيب والروبوتات الملهمة بالدماغ.”