2022. 11. 16. - 09:40
Mesterséges intelligencia - Nagy áttörés az élet utánzása a puha robotika felé
Új eljárást fedeztek fel kutatók, amely üzemanyagot használ az élettelen anyagok szabályozására – az áttörés a puha robotika terén is nagy előrelépés.
Áttörést jelentő új eljárást fedeztek fel a Delft-i Technológiai Egyetem Eelkema Laboratóriumának kutatói, amely üzemanyagot használ az élettelen anyagok szabályozására - hasonlóan ahhoz, ahogyan az élő sejtek teszik.
A reakcióciklus anyagok széles körében alkalmazható egyszerűen, sebessége pedig szabályozható – ez komoly áttörés az ilyen reakciók területén.
A felfedezés újabb lépés a puha robotika felé is: olyan puha gépek létrehozásához, amelyek érzékelik, mi történik a környezetükben és ennek megfelelően reagálnak.
A kutatók a Nature Communications szaklapban tették közzé eredményeiket. Olvasd el: Biológia - 50 éves kérdésre adott választ napok alatt a mesterséges intelligencia
Mesterséges intelligencia - Nagy áttörés az élet utánzása a puha robotika felé
Rienk Eelkema kémikus és csoportja a természetet igyekszik utánozni - különösen az élő sejtekben zajló kémiai reakciókat, amelyek üzemanyagot biztosítanak a sejt szabályozásához.
„A nem élő anyagokat ugyanúgy meghajtó reakciók eszköztára meglehetősen korlátozott - magyarázza Eelkema. - Eddig nagyjából ötféle reakciót alkalmaznak a kutatók széles körben. Két nagy hátrányuk van ezeknek a reakcióknak: nehéz szabályozni a sebességüket és csak bizonyos molekulákon működnek.”
Új típusú reakciót talált azonban Eelkema, valamint Benjamin Klemm doktorjelölt, a publikáció vezető szerzője. Ennek sebessége hatékonyan szabályozható és szintén sokféle anyagon működik. Olvasd el: Többmillió fehérje szerkezetét képes megjósolni a mesterséges intelligencia
„A reakcióciklus lényege, hogy kémiai üzemanyag hozzáadásával képes váltani egy töltetlen és egy töltött részecske között – mondta Eelkema. - Ez lehetővé teszi, hogy anyagokat töltsünk fel és ezáltal módosítsuk az anyagok szerkezetét, mert az egyenlő töltések taszítják, a különbözőek pedig vonzzák egymást. Az üzemanyag típusa és mennyisége határozza meg a reakciósebességet, így azt, hogy mennyi ideig tart a töltés és egy adott struktúra mennyi ideig létezik”.
A kutatók reakcióciklusukat használták fel például egy hidrogél feltöltésére - a töltések taszították egymást és a gél duzzadni kezdett.
A kémiai reakciók köre hasznos lehet puha robotok építéséhez: olyan kis eszközök megalkotásához, amelyek fizikailag puhák, akár a bőrünk és a szöveteink, s bizonyos funkciókat képesek ellátni.
„Már léteznek puha robotok, például mágneses vagy elektromos mezők által külsőleg vezérelt mikrorészecskék. Végső soron azonban az a cél, hogy egy robot képes legyen irányítani magát: saját szemével lássa, hol van és mi történik, majd ennek megfelelően reagál – mondta Eelkema. - A ciklusunk előre programozható egy részecskévé, majd magára hagyható. Önállóan ellátja funkcióját, amint erre vonatkozó jelet talál.”
A következő lépésben a szakember összekapcsolja a folyamatot a környezettel úgy, hogy jelfeldolgozást ad hozzá. „Egy polimer részecske például tartalmazhatja egy ilyen ciklus egyes komponenseit. Amikor találkozik a reakció utolsó részével, a ciklus befejeződik és jelként szolgál például a széteséshez vagy felduzzadáshoz” – magyarázta Rienk Eelkema.
Az emberi vagy más organizmusok sejtjeinek energiára van szükségük számos funkcióhoz: mozgáshoz, érzékeléshez, annak érzékeléséhez, hogy történik valami, vagy éppen az osztódáshoz.
Ezért kell az embereknek enni. „Az energia és a működés összekapcsolása kémiai reakciókon keresztül megy végbe, ez határozza meg az élőlényeket. Lehetővé teszi a sejtek számára, hogy szabályozzák, mikor és hol képződnek struktúrák vagy játszódnak le folyamatok, lokálisan és korlátozott ideig.”
Ezzel szemben az élettelen anyagok örökké létezhetnek és energiaellátás nélkül is működhetnek.
Egészen egy évtizeddel ezelőttig nem léteztek olyan eljárások, amelyek kémiai tüzelőanyagot tudtak volna felhasználni az élettelen anyagok kölcsönhatására. „Ezt itt, Delftben vezettük be, néhány más hellyel együtt, s azóta valósággal felrobbant ez a terület” – jegyezte meg Rienk Eelkema.
L.A.
