Amsterdam Üniversitesi araştırmacıları yeni bir insan yapımı ‘tipi’ ortaya çıkardılarmetamalzemeler‘ öğrenebilir, şeklini değiştirve eylemlerini kontrol eden harici bir operatör veya dahili devre olmadan kendi başlarına hareket ederler.
Buluşun arkasındaki araştırma ekibi, meta materyallerinin aynı zamanda kendi buluşlarına da uyum sağlayabileceğini söyledi. şekil değiştirme stratejisiprogramlanmamış ‘refleks’ eylemleri gerçekleştirin ve öğrenmek gerçek yaşayan sistemlere benzer şekillerde hareket etmek.
Gelecekte, farklı hareket ‘yürüyüşlerini’ öğrenebilen ve alışılmadık veya karmaşık arazileri geçmelerine olanak tanıyan meta materyallerinin daha gelişmiş versiyonlarının geliştirilmesini araştırıyorlar. Aynı zamanda, gerçek canlı sistemlerin işleyişine benzer şekilde, malzemelerine deterministik adaptasyon yerine olasılıksal adaptasyon olanağını aşılamayı da araştırıyorlar.
Yaşayan Sistemlerden Esinlenerek Öğrenebilen ve Hareket Edebilen Akıllı Meta Malzemeler
bir ifade Araştırmayı açıklayan Amsterdam Üniversitesi ekibi, normal, cansız materyallerin dış uyaranlara öngörülebilir tepkiler verdiğini belirtiyor: sıcaklık veya baskı. Bunun tersine, canlı malzemeler gibi hücreler uyaranlara uyum sağlayabilir ve hatta tepkilerine göre seçimler yapabilir.
Malzeme bilimindeki son gelişmeler, modern ‘metamalzemelerin’ yaratılmasına yol açmıştır. doğal malzemelerin faydalarını birleştirin. Örneğin, sunan bir malzeme elektriksel iletkenlik ancak aşırı ısıya dayanmaz, güçlü ikinci bir malzeme ile birleştirilebilir ısı direnci gibi daha zorlu koşullarda çalışan iletken bir meta malzeme oluşturmak için uzay. Yine de en gelişmiş metamalzemeler bile canlı sistemler gibi tepki veremez.
Üniversitenin Makine Malzemeleri Laboratuarı’nda gerçekleştirilen bazı ilerlemeler, araştırmacıların “beyinsiz hareket” olarak adlandırdığı, araştırma ekibi tarafından tasarlanan ‘tuhaf’ nesnelerin, herhangi bir insan etkileşimi olmadan, öngörülemeyen arazi üzerinde görünüşte gerçekçi bir şekilde sürünme, yuvarlanma veya kıpırdama yeteneğini gösterdiği, yetenekli materyallerin ortaya çıkmasına yol açtı. Ancak ekip, bu nesnelerin yeni davranışları ezberleme veya öğrenme becerisine sahip olmadığını kabul ediyor.
Artık araştırmacılar bu araştırmayı yeni bir düzeye taşıdılar ve sonuçta merkezi bir ‘beyin’ olmadan öğrenebilen ve uyum sağlayabilen sentetik meta materyaller ortaya çıktı.
Küçük Mikrodenetleyici Zincirleri Görevleri Tamamlamak İçin Birlikte Çalışıyor
Kendi başına öğrenebilen ve hareket edebilen bir malzeme yaratmak için ekip, elastik elyaftan yapılmış bir iskeletle birbirine bağlanan küçük, birbirinin aynı motorlu menteşelerden oluşan zincirler oluşturdu. Her bir menteşe, menteşenin ne kadar döndürüldüğünü izleyen ve geçmiş hareketlerini hatırlayabilen bir mikro denetleyici içerir.
Kritik olarak, bireysel menteşeler bu bilgiyi yakındaki menteşelerle paylaşabilir ve her birinin bir tork uygulayarak yanıt vermesine olanak tanır. Gerekli cevaba bağlı olarak menteşe sertliğini ve tercih edilen konumunu ayarlayabilir. Araştırma ekibi, bu sonuçların, birleşik bir meta materyalin dış uyaranlara yanıt olarak “yeni bir şekil benimsemeyi öğrendiğini” gösterdiğini söyledi.
Ekip, materyallerin öğrenme ve kendi başına hareket etme yeteneğini test etmek için materyali eğitti. İstenilen şekli elde etmek için dış uyaranlara tepki vermeyi öğrettikten sonra ekibin metamateryali, İngilizce ve Hollandaca (Leren) ‘learn’ kelimesini yazacak şekilde şeklini değiştirebildi.
Daha ileri testler, yeni malzemenin eski şekilleri unutabildiğini ve deneme yanılma yoluyla yenilerini öğrenebildiğini gösterdi. Malzeme aynı anda birden fazla şekli öğrenip hatırlayabiliyor, hatta şekiller arasında hızla geçiş yapabiliyor. Araştırmacılar, bu benzeri görülmemiş çok yönlülük ve özerklik düzeyinin, meta materyallerinin “bir nesneyi kavramak veya etrafta dolaşmak (hareket) gibi gelişmiş görevleri yerine getirmesine” olanak tanıdığını belirtti.
UvA Makine Malzemeleri Laboratuvarı’nda doktora adayı ve makalenin ilk yazarı Yao Du, “Araştırmamızın en heyecan verici gözlemi, öğrenmenin metamateryallerimize gelişme yeteneği vermesiydi” dedi. “Sistem öğrenmeye başladığında, sonu nereye varacağıyla ilgili olasılıklar neredeyse sınırsız gibi geliyor.”
“Karmaşık Ortamlarda Sağlamlık ve Esnekliğin Artırılması”
UvA ekibi, kendi başına öğrenebilen ve hareket edebilen yeni meta materyallerinin sonuçlarını tartışırken, akıllı işlevler sağlamak için harici kontrollere ihtiyaç duymayan ‘akıllı’ meta materyaller de dahil olmak üzere robotik ve gelişmiş materyallere olan ilginin “son birkaç yılda çarpıcı biçimde” arttığını belirtti.
DU, araştırmalarına gelince, ekibin materyallerinde statik bir şekil oluşturmak yerine “öğrenme süresine bağlı bir davranış” elde etmeyi hedeflediğini söyledi. Bu, “çevresel uyaranlara bağlı olarak” emekleme veya yuvarlanma gibi farklı hareket yürüyüşlerini öğrenebilen meta materyallerin geliştirilmesini içerir.
DU, ekibin aynı zamanda gerçek yaşayan sistemlere benzer şekilde gürültü ve belirsizliğin öğrenme sürecinin bir parçası olduğu “stokastik senaryoları” araştırmayı planladığını söyledi.
Araştırmacı, “Böyle durumlarda sistem, deterministik yerine olasılıksal olarak uyum sağlayarak karmaşık ortamlarda sağlamlığı ve esnekliği geliştirecektir” diye açıkladı.
Çalışma “Şekil değiştirmeyi öğrenen meta malzemeler” Nature Physics’te yayınlandı.
Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief’te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].
