科技日報記者 張夢然
《細胞報告物理科學》22日發表的一項研究中，英國雷丁大學研究團隊證明，一種簡單的水凝膠可學會玩20世紀70年代的電子乒乓游戲“Pong”。水凝膠出現大腦學習行為，隨著時間推移其水平會不斷提高。這意味著，即使是非常簡單的材料，也能表現出與生命系統或復雜人工智能（AI）相關的適應性行為，為開發能學習和適應環境的新型智能材料開辟了新途徑。
研究人員認為，水凝膠通過定制的多電極陣列與經典游戲的計算機模擬相連接。水凝膠出現的學習行為，是由于其中帶電粒子在電刺激下的運動而產生的，從而在材料中形成了某種形式的“記憶”。水凝膠不僅學會玩乒乓球，而且其游戲水平還會逐漸提高，這證明了離子水凝膠能實現與復雜神經網絡相同的記憶機制。
之前研究表明，如果以某種方式對培養皿中的腦細胞進行電刺激并對其表現提供反饋，它們就能學會玩乒乓球。此次新研究探討的問題是：一個沒有腦細胞參與的簡單人工材料系統，能否計算出類似于大腦控制身體的反饋回路。
水凝膠的離子遷移和分布模擬了記憶的作用。為了測試水凝膠的物理“記憶”，研究人員使用電極將水凝膠連接到虛擬游戲環境，并將球發送到隨機方向啟動游戲。他們使用電刺激來“告知”水凝膠球的位置，并測量水凝膠內離子的運動以確定其槳葉（由水凝膠內帶電粒子的分布編碼）的位置。
隨著乒乓球比賽的進行，研究人員測量了水凝膠的擊球率，并檢查其準確性是否有所提高。他們發現，隨著經驗的增加，水凝膠能夠更頻繁地擊球，從而延長回合時間。之前培養皿中的大腦神經元在約10分鐘內能達到最佳球技，此次，簡單水凝膠在近20分鐘后，也能達到玩乒乓球的最大潛力。
總編輯圈點：
2022年，科學家將80萬個人類和小鼠腦細胞放入培養皿中，連上電極后，它們能玩經典乒乓游戲。這一研究當時震驚了腦科學界。但現在，更令人驚掉下巴的研究出現了：一塊水凝膠加上電極陣列，居然也學會玩這個游戲，還能節節進步。我們知道，大多數現有AI算法都來自神經網絡，但神奇水凝膠則代表一種截然不同的“智能”，其記憶背后的機制可用于開發新的、更簡單的算法，甚至有可能展示出執行任務的能力。
