एआई माइक्रोरोबोट्स को तैरना और नेविगेट करना सिखाता है

सांता क्लारा विश्वविद्यालय, न्यू जर्सी इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और हांगकांग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने गहरे प्रबलन学习 का उपयोग करके माइक्रोरोबोट्स को तैरना सिखाने में सफलता प्राप्त की है। यह नया विकास माइक्रोस्विमिंग क्षमताओं में एक बड़ा कदम है।

विशेषज्ञ लगातार कृत्रिम माइक्रोस्विमर्स बनाने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं जो प्राकृतिक रूप से तैरने वाले माइक्रोऑर्गनिज्म्स की तरह नेविगेट कर सकते हैं, जैसे कि बैक्टीरिया। ये माइक्रोस्विमर्स भविष्य में लक्षित दवा वितरण और माइक्रोसर्जरी जैसे विभिन्न जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। हालांकि, विकास पर ध्यान केंद्रित करने के बावजूद, आज के अधिकांश कृत्रिम माइक्रोस्विमर्स केवल स्थिर लोकोमोटरी गेट्स के साथ सरल मैन्यूवर कर सकते हैं।

नई अध्ययन कम्युनिकेशन फिजिक्स में प्रकाशित हुई है।

एआई के साथ माइक्रोस्विमर्स को सिखाना

अध्ययन में, टीम ने तर्क दिया कि एआई माइक्रोस्विमर्स को बदलती परिस्थितियों के अनुकूल होना सिखा सकता है। माइक्रोस्विमर्स, मानवों की तरह, तैरना सीखने के लिए प्रबलन学习 और प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है, लेकिन उनके पास एक अनोखा सेट चुनौतियां होती हैं।

ओन शन पाक सांता क्लारा विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के एसोसिएट प्रोफेसर हैं।

“माइक्रो-स्केल पर तैरना स्वयं एक चुनौतीपूर्ण कार्य है,” ओन शन पाक ने कहा। “जब आप एक माइक्रोस्विमर से अधिक जटिल मैन्यूवर करना चाहते हैं, तो उनके लोकोमोटरी गेट्स का डिज़ाइन जल्दी ही असंभव हो सकता है।”

एएनएन और प्रबलन学习 को मिलाना

टीम ने कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क (एएनएन) और प्रबलन学习 को मिलाकर एक सरल माइक्रोस्विमर को तैरना और एक मनमानी दिशा में नेविगेट करना सिखाने में सफलता प्राप्त की। माइक्रोस्विमर को अपनी विशिष्ट क्रियाओं पर प्रतिक्रिया मिलती है, जिसका उपयोग वह तैरना सीखने के लिए अपने अनुभव के आधार पर करता है।

अलन त्सांग हांगकांग विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर हैं।

“एक मानव की तरह तैरना सीखने की तरह, माइक्रोस्विमर सीखता है कि अपने ‘शरीर के अंगों’ – इस मामले में तीन माइक्रोपार्टिकल्स और विस्तार योग्य लिंक – को स्व-प्रोपेल और मोड़ने के लिए कैसे चलाना है,” अलन त्सांग ने कहा। “यह मानव ज्ञान पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि केवल एक मशीन लर्निंग अल्गोरिदम पर।”

एआई-संचालित तैराक लोकोमोटरी गेट्स को अनुकूल रूप से स्विच कर सकता है, जिससे यह अपने लक्ष्य स्थान पर स्वतंत्र रूप से नेविगेट कर सकता है।

शोधकर्ताओं ने माइक्रोस्विमर की शक्ति का प्रदर्शन करके दिखाया कि यह एक जटिल पथ का अनुसरण कर सकता है बिना किसी विशिष्ट प्रोग्रामिंग के।

युआन-नान यंग न्यू जर्सी इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में गणितीय विज्ञान के प्रोफेसर हैं।

“यह हमारा पहला कदम है जैविक कोशिकाओं की तरह जटिल वातावरण में स्वतंत्र रूप से नेविगेट करने में सक्षम माइक्रोस्विमर्स विकसित करने की चुनौती का सामना करने में,” युआन-नान यंग ने कहा।

इस तरह के अनुकूल व्यवहार जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए बहुत आशाजनक हैं।

अर्नोल्ड माथिजसेन पेंसिलवेनिया विश्वविद्यालय में माइक्रोरोबोट्स और बायोफिजिक्स के विशेषज्ञ हैं। उन्हें इस शोध में शामिल नहीं किया गया था।

“यह काम एक महत्वपूर्ण उदाहरण है कि कैसे कृत्रिम बुद्धिमत्ता के तेजी से विकास का उपयोग द्रव गतिविधि में हल नहीं होने वाली चुनौतियों का सामना करने के लिए किया जा सकता है,” अर्नोल्ड माथिजसेन ने कहा। “इस काम में माइक्रोस्विमर्स और मशीन लर्निंग के बीच एकीकरण आगे के शोध के लिए एक नए युग की शुरुआत करेगा।”