로보틱스 및 피지컬 AI

AI가 미세로봇을 수영하고 탐색하는 법을 가르친다

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산타클라라 대학교, 뉴저지 공과대학교, 홍콩 대학교의 연구팀은 깊은 강화 학습을 사용하여 미세로봇이 수영하는 법을 가르치는 데 성공했습니다. 이 새로운 개발은 미세수영 능력에서 큰 발전입니다.

전문가들은 인공 미세수영자가 자연적으로 발생하는 수영 미생물과 유사하게 탐색할 수 있는 인공 미세수영자를 만들기 위해 지속적으로 노력해 왔습니다. 이러한 미세수영자는 미래에 표적 약물 전달 및 미세외과와 같은 다양한 생의학적 응용 분야에서 사용될 수 있습니다. 그러나 개발에 초점을 맞추고 있음에도 불구하고, 오늘날의 대부분의 인공 미세수영자는 단순한 기동만을 수행할 수 있습니다.

새로운 연구는 Communications Physics에 발표되었습니다.

AI를 사용한 미세수영자 교육

연구팀은 AI가 미세수영자가 변경되는 조건에 적응할 수 있도록 가르칠 수 있다고 판단했습니다. 미세수영자는 인간과 마찬가지로 강화 학습과 피드백이 필요합니다. 그러나 미세수영자는 고유한 도전을 가지고 있습니다.

온 순 박은 산타클라라 대학교의 기계공학 부교수입니다.

“‘미세 규모에서 수영하는 것은 자체적으로 어려운 일입니다,”라고 온 순 박은 말했습니다. “‘미세수영자가 더 복잡한 기동을 수행하도록 하려면, 그들의 이동 가이드의 설계는 nhanh chóng으로 불가능해질 수 있습니다.”

ANN과 강화 학습의 결합

연구팀은 인공 신경망(ANN)과 강화 학습을 결합하여 단순한 미세수영자가 임의의 방향으로 수영하고 탐색하는 법을 가르치는 데 성공했습니다. 미세수영자는 특정 행동에 대한 피드백을 받고, 이를 사용하여 경험을 통해 수영하는 법을 점진적으로 학습합니다.

앨런 창은 홍콩 대학교의 기계공학 조교수입니다.

“‘인간이 수영하는 법을 배우는 것과 유사하게, 미세수영자는 자신의 ‘신체 부위’ — 이 경우 세 개의 미세 입자와 확장 가능한 링크 –를 사용하여 자체 추진과 회전하는 법을 학습합니다,”라고 창은 말했습니다. “‘그것은 인간의 지식에 의존하지 않고, 기계 학습 알고리즘만을 사용합니다.”

AI를 사용한 수영자는 다양한 이동 가이드를 적응적으로 전환할 수 있어, 임의의 목표 위치로 탐색할 수 있습니다.

연구자들은 미세수영자가 명시적으로 프로그래밍되지 않은 복잡한 경로를 따라갈 수 있도록 하는 것으로 그 힘을 입증했습니다.

袁南영은 뉴저지 공과대학교의 수학 과학 교수입니다.

“‘이것은 복잡한 환경에서 자율적으로 탐색하는 생물학적 세포와 유사한 미세수영자를 개발하는 도전을 해결하는 우리의 첫 번째 단계입니다,”라고 袁南영은 말했습니다.

이러한 적응형 행동은 생의학적 응용 분야에서 많은 약속을 가지고 있습니다.

아놀드 마티센은 펜실베니아 대학교의 미세로봇 및 생물물리학 전문가입니다. 그는 이 연구에 참여하지 않았습니다.

“‘이 연구는 유체 역학의 운동 문제에서 해결되지 않은 도전을 해결하기 위해 인공 지능의 빠른 개발을 어떻게 활용할 수 있는지의 중요한 예입니다,”라고 마티센은 말했습니다. “‘이 연구에서 기계 학습과 미세수영자 간의 통합은 이 두 가지 매우 활동적인 연구 분야 사이에 더 많은 연결을 일으킬 것입니다.”

Alex은 Unite.AI의 AI 기반 뉴스 운영을 이끌며, 저널리즘, 연구, 자동화를 결합해 인공지능에 대한 시기적절하고 확장 가능한 보도를 지원합니다. 그의 작업은 새로운 AI 개발이 효율적으로 부각되도록 돕는 동시에, 출판물의 편집 기준을 유지합니다.