Läbimurre biomimeetika tehnoloogias
Hongkongi Teadus- ja Tehnikaülikooli insenerieksperdid on loonud revolutsioonilise elektroonilise loogikaseadme. Venuslõksu dünaamiliste saagi tabamise võimete eeskujul pakub nende uurimistöö paljulubavaid väljavaateid edusammudele kunstlikus intelligentsis ja loodusest inspireeritud süsteemides. Nende tulemusi, mida peetakse sammuks ettepoole biomimeetilistes uuendustes, on üksikasjalikult käsitletud mainekas ajakirjas Nature Communications.
Loodusest inspireeritud nutikas funktsionaalne mudel
Elektroonika ja arvutitehnika osakonna professor Shen Yajing juhtimisel kavandatud vedelmetallloogika moodul (LLM) järgib lihasööja taime selektiivse keskkonnastimuli diskrimineerimist. Venuslõks identifitseerib saagi selgelt vihmapiiskadest läbi spetsiifilise mustri korduva kontakti, misjärel aktiveerub selle sulgemise mehhanism.
Disainihüpe edasi
See loominguline disain kasutab vedelmetalljuhtmeid, mis on kastetud söövitavale soodalahusele, et juhtida elektrit. Juhtides nende metalljuhtmete pikkust elektrokeemiliste interaktsioonide kaudu, leidis meeskond viisi anoodväljundi moduleerimiseks vastusena erinevatele rakendatud signaalidele. Innovatiivne LLM suudab salvestada teavet nende elektriliste stiimulite kestuse ja vahemaade kohta, võimaldades sel viisil täita arenenud loogilisi funktsioone.
Meisterkiskja taime imiteerimine
Hüpoteesi tõestamiseks ehitas professor Shen koos dr Yang Yuanyuaniga kunstliku Venuslõksu süsteemi, kuhu oli sisse ehitatud otsustusvõimeline LLM-seade. Süsteem sisaldas ka anduritel põhinevaid kunstlikke karvu ja elektriliselt käitatavaid “õisi”, mis imiteerisid kokku taime röövsaadused.
Pilk tulevikku suunatud rakendustele
LLM avab uksi hulga potentsiaalsetele rakendustele alates sujuvast integreerimisest funktsionaalsetesse ahelatesse, parendatud filtratsioonisüsteemidest kuni keerukate kunstlike närvivõrkude loomiseni. Tehnoloogia võib muuta mitte ainult AI valdkonda vaid ka intelligentsete süsteemide kujundust, mis võtavad eeskuju bioloogia käsiraamatust.
Lähenemas ‘elule’ sarnasele tehisintellektile
Professor Shen rõhutab, et intelligentsus – sageli loomade närvisüsteemidesse kinnistatud AI aruteludes – võib avalduda ka taimedes õigete materjalide ja struktuuride segu abil. See uurimistöö avardab meie arusaamist looduslikust intelligentsusest ja toiduotsinguteedest rohkem ‘elulikema’ AI jaoks.
Töö käib
Kuigi uuringu tulemused on muljetavaldavad, tunnistab professor Shen kiiresti, et see uurimistöö on alles lapsekingades. Tehnoloogia täiuslikkuseks lihvimiseks on käimas töö struktuuri, seadme miniatuurimise ja süsteemi reageerimisvõime parendamiseks.
Biomimeetika kasutamine tehnoloogia arenguks
Biomimeetika ehk looduse mudelite, süsteemide ja elementide emuleerimine komplekssete inimprobleemide lahendamise eesmärgil on viinud innovaatiliste läbimurreteni tehnoloogias. Venuslõks, oma keerukate saagi tuvastamise mehhanismidega, on heaks näiteks looduslikust inseneritööst, mis võib innustada tehnoloogilisi arenguid.
Põhiküsimused ja vastused
K: Mis on vedelmetallloogikamooduli (LLM) põhiline uuendus?
V: LLM-i peamine uuendus seisneb võimes moduleerida anoodväljundeid kärntõve selektiivse saagi avastamise jäljendamiseks. See võimaldab sellel salvestada ja töödelda teavet elektriliste stiimulite kestuse ja sageduse põhjal, võimaldades arenenud loogilisi toiminguid.
K: Milliseid potentsiaalseid rakendusi näevad tehnoloogiat LLM ette?
V: Võimalikud rakendused hõlmavad integreerimist funktsionaalsetesse ahelatesse, täiustatud filtratsioonisüsteeme ja arenenud kunstlike närvivõrkude arendamist, mis võiksid kaasa tuua ‘elulikemaid’ tehisintellekte.
Põhiväljakutsed ja vastuolud
Looduslikes süsteemides esineva keerukuse matkimine elektrooniliselt on suur väljakutse. Kuigi uurimistöö on paljutõotav, on tehnoloogia praktilisteks rakendusteks kohandamine ja selle stabiilsuse ja reageerimisvõime tagamine olulised takistused. Lisaks võivad nagu iga arenenud tehnoloogia puhul tekkida arutelud eetiliste kaalutluste kohta, mis puudutavad elu või teadliku käitumise emuleerivaid tehisintellekte.
Plussid ja miinused
Plussid:
– Innovatiivne: Pakub värske lähenemise AI arendamisele, võimalikult juhtida efektiivsemat ja kohanduvamat tehnoloogiat.
– Üle-erialane: Ühendab elektroonika, bioloogia ja tehisintellekti kontseptsioone, soodustades interdistsiplinaarset uurimistööd.
– Jätkusuutlik: Võib pakkuda keskkonnasõbralikke lahendusi, leides tõhusaid mehhanisme looduses.
Miinused:
– Komplekssus: Bioloogiliste funktsioonide elektrooniline kopeerimine on keeruline ja võib esineda stabiilsuse ja usaldusväärsuse küsimusi.
– Varajane staadium: Nagu professor Shen on tunnistanud, on uurimistöö alles algstaadiumis ja praktilised rakendused võivad olla kaugel.
– Kulud: Nii keerukate süsteemide arendamine ja tootmine võivad olla kallid.
Kõigile, kes soovivad rohkem teada saada biomimeetika ja sellega seotud tehnoloogiliste uuenduste kohta, võib järgmine link Nature Communicationsi peamise domeeni juurde pakkuda ressursi viimaste uurimispublikatsioonide kohta: Nature Communications. Oluline on märkida, et see link suunab ajakirja põhilehele, mitte mõnele konkreetsele artiklile või alamlehele.
The source of the article is from the blog kewauneecomet.com