Un material inteligente aprende a jugar a un videojuego

De los materiales con memoria de forma, se está pasando a una categoría mucho más ambiciosa: la de los materiales que son capaces de aprender. Un ejemplo insólito y espectacular de ello es un material del que se ha conseguido recientemente que aprenda a jugar al Pong, el sencillísimo videojuego de pimpón que apareció en la década de 1970.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Yoshikatsu Hayashi y Tunde Geher-Herczegh, ambos de la Universidad de Reading en el Reino Unido.

El material en cuestión es del tipo conocido como hidrogel. Los hidrogeles, blandos y flexibles, se caracterizan por estar constituidos en su mayor parte por agua.

Para enseñar al material a jugar al videojuego, los investigadores lo enlazaron mediante electrodos a una simulación por ordenador del videojuego original. Después de diversas sesiones, el material mejoró por sí mismo su eficiencia con el videojuego. A efectos prácticos, había aprendido a jugar con él.

“Nuestra investigación demuestra que incluso materiales muy simples pueden mostrar comportamientos complejos y adaptativos típicamente asociados con seres vivos o con sofisticados sistemas de inteligencia artificial”, subraya Hayashi. “Esto abre posibilidades apasionantes para desarrollar nuevos tipos de materiales 'inteligentes' que puedan aprender y adaptarse a su entorno”.

Se cree que el comportamiento de aprendizaje surge del movimiento de partículas cargadas dentro del hidrogel en respuesta a la estimulación eléctrica, creando una especie de “memoria” dentro del propio material.

Recreación artística de bloque del material inteligente y del videojuego al que este ha aprendido a jugar. (Imagen: Jorge Munnshe para NCYT de Amazings)

Los hidrogeles iónicos pueden lograr el mismo tipo de mecánica de memoria que las redes neuronales más complejas. Así lo destaca Vincent Strong de la Universidad de Reading y miembro del equipo de investigación y desarrollo.

“El principio básico tanto en las neuronas como en los hidrogeles iónicos es que la migración y distribución de iones puede operar como una memoria capaz de correlacionarse con los bucles sensoriomotores del videojuego Pong”, explica Hayashi.

Dado que la mayoría de los algoritmos de inteligencia artificial existentes derivan de redes neuronales, Hayashi y sus colegas consideran que los hidrogeles iónicos representan un tipo diferente de “inteligencia” que podría utilizarse para desarrollar algoritmos nuevos y más sencillos.

Hayashi y sus colegas planean seguir investigando la “memoria” del hidrogel iónico examinando los mecanismos que la sustentan y poniendo a prueba su capacidad para aprender a realizar otras tareas.

El equipo de Hayashi expone los detalles técnicos de su material inteligente y de los experimentos realizados con él en la revista académica Cell Reports Physical Science, bajo el título “Electro-Active Polymer Hydrogels Exhibit Emergent Memory When Embodied in a Simulated Game-Environment”. (Fuente: NCYT de Amazings)