Электронное логическое устройство,
имитирующее
интеллектуальность растений.
Некоторые виды растений обладают уникальными способностями разумно реагировать на различные внешние раздражители, обеспечивая успешную поимку добычи. Их лишённая нервов структура обеспечивает ценную информацию для исследования естественного интеллекта и построения интеллектуальных систем исключительно из материалов. Однако мы обладаем довольно ограниченными знаниями для успешной инженерной реализации этой вычислительной концепции.
Сымитировать интеллектуальный механизм захвата добычи венериной мухоловкой взялась группа учёных, возглавляемая Инженерной школой Гонконгского университета науки и технологий (HKUST).
«Исследования в этом направлении открывают для нас новую перспективу и подход к пониманию "интеллекта" в природе и созданию "жизнеподобного интеллекта", ‒ говорит профессор Шен Яцзин, доцент кафедры электронной и вычислительной инженерии HKUST, руководивший исследованием.
Команда разработала электронное логическое устройство на основе жидкого металла, которое, обладая свойствами памяти и счёта, может реагировать на различные последовательности стимулов определённым образом ‒ почти точь-в-точь как живое растение. Важно, что осуществляется эта избирательность реакции без дополнительных электронных компонентов.
«Рассудительность» мухоловки строится на чувствительности волосков, обладающих функциями, похожими на память и счёт: раздражитель вызывает у них готовность к реакции с сопутствующим кратковременным запоминанием этого раздражителя. Благодаря этому растение отличает одиночные и множественные стимулы и словно бы понимает: это упала капля дождя, былинку ветром принесло или всё-таки терпение приносит плоды и растение посетила беспечная бабочка.
Вдохновлённые этой моделью, учёные создали логический модуль на основе жидкого металла (LLM ‒ Liquid metal-based Logic Module; не путать с Large Language Model), наделяющего проводники более гибкими свойствами деформации ‒ как на растяжение, так и на сжатие. Для лучшего исполнения этой роли, жидкометаллические «проволоки» помещены в раствор гидроксида натрия, который регулирует их длину на основе электрохимических эффектов.
Эксперименты показали, что получившийся модуль сам по себе может запоминать продолжительность и интервал электрических стимулов и даже вычислять накопление сигналов от нескольких из них. Мало того, он также воспроизводит те самые целевые логические функции, наблюдаемые в поведении венериных мухоловок.
Помимо экспериментальной проверки идеи, авторы продемонстрировали также и потенциальные области применения LLM. Например, модуль пришёлся ко двору в интеграции функциональных схем, в устройствах фильтрации, в искусственных нейронных сетях и многом другом. Другими словами, применённые в жидкометаллическом устройстве интеллектуальные стратегии и логические механизмы открывают новый взгляд на понимание своеобразной «интеллектуальности» в природе и вдохновляют на разработку того, что можно назвать воплощённым интеллектом.
По материалам АРМК.
