الذكاء الاصطناعي
باحثون ي mở الطريق لمواد التالية من الجيل التالي الملهمة بالحياة
مادة جديدة مستوحاة من الأنظمة الحية تغير سلوكها الكهربائي بناءً على الخبرة السابقة. تم تطويرها من قبل باحثين في جامعة Aalto ، وقدحققت بشكل فعال شكلًا أساسيًا من الذاكرة التكيفية.
يمكن أن تلعب المواد التكيفية مثل هذه دورًا رئيسيًا في تطوير المستشعرات الطبية والبيئية الجيل التالي ، بالإضافة إلى الروبوتات الناعمة والسطوح النشطة.
مواد استجابة في الأنظمة الحية
يمكن العثور على المواد الاستجابة عبر مجموعة واسعة من التطبيقات ، مثل النظارات التي تظلم في ضوء الشمس. ومع ذلك ، فإن المواد الحالية دائمًا ما تتفاعل بنفس الطريقة ، ورد فعلها للتغيير مستقل عن تاريخها. هذا يعني أنها لا تتكيف بناءً على تجاربها السابقة.
من ناحية أخرى ، تتكيف الأنظمة الحية بسلوكها بناءً على الظروف السابقة.
Bo Peng هو زميل أبحاث أكاديمي في جامعة Aalto وواحد من المؤلفين الرئيسيين للبحث البحث.
“أحد التحديات الكبيرة التالية في العلوم الموادية هو تطوير مواد ذكية حقًا مستوحاة من الكائنات الحية” ، يقول بينغ. “كنا نريد تطوير مادة ت điều chỉnh سلوكها بناءً على تاريخها”.
تحقيق الذاكرة التكيفية في المواد
أولًا ، قام الفريق بتركيب حبات مغناطيسية بحجم المايكرون قبل تحفيزها بمجال مغناطيسي. تراكمت الحبات لت形成 أعمدة في كل مرة يتم تشغيل المغناطيس ، وتأثر قوة المجال المغناطيسي بشكل الأعمدة. هذه الأشكال تؤثر على مدى جودة توصيل الأعمدة للكهرباء.
“مع هذا النظام ، قمنا بتركيب المحفز المجال المغناطيسي والاستجابة الكهربائية. لقد وجدنا بشكل مثير للاهتمام أن التوصيل الكهربائي يعتمد على ما إذا كنا غيّرنا المجال المغناطيسي بسرعة أو ببطء” ، يشرح بينغ. “هذا يعني أن الاستجابة الكهربائية تعتمد على تاريخ المجال المغناطيسي. كانت الاستجابة الكهربائية مختلفة أيضًا إذا كان المجال المغناطيسي يزيد أو يقلل. أظهرت الاستجابة ثنائية الاستقرار ، وهو شكل أساسي من الذاكرة. المادة تتصرف كما لو كانت لها ذاكرة للمجال المغناطيسي”.
تمكن الفريق من تحقيق نظام مماثل مع الحبات المغناطيسية ، ولكن الآلية مختلفة. عندما يتم تعرض الحبات لمجال مغناطيسي يضرب بسرعة ، يمكن للمادة أن تؤدي بشكل أفضل. ولكن إذا تم تعرضها لمجال مغناطيسي يضرب ببطء ، فإنها تؤدي بشكل سيئ.
Olli Ikkala هو أستاذ متميز في Aalto.
“مادتنا تعمل قليلاً مثل سنابس” ، يقول إيكالا. “ما قدمناه يفتح الطريق لمواد الجيل التالي الملهمة بالحياة ، والتي ستعتمد على العمليات البيولوجية للتكيف والذاكرة والتعلم”.
“في المستقبل ، قد توجد مواد أكثر التي يتم إلهامها خوارزميًا بالخصائص الشبيهة بالحياة ، على الرغم من أنها لن تتضمن التعقيد الكامل للنظم البيولوجية. ستكون هذه المواد مركزية في الجيل التالي من الروبوتات الناعمة ومراقبة البيئة والطبية” ، يختم إيكالا.
