هیدروژل‌هایی که بازی کردن را یاد می‌گیرند

Pong همیشه جایگاه ویژه‌ای در تاریخ بازی به عنوان یکی از اولین بازی‌های ویدئویی دارد. این بازی که در واقع نوعی تنیس روی میز است در سال ۱۹۷۲ معرفی شد و دارای گرافیک بسیار ساده بود. بر اساس مقاله جدیدی که در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است، محققان نشان دادند که هیدروژل که ساختار ساده‌ای دارد، می‌تواند الگوهای این بازی را یاد بگیرد.

یوشیکاتسو هایاشی، یکی از نویسندگان این مقاله، مهندس زیست پزشکی در دانشگاه ریدینگ در بریتانیا، می‌گوید: تحقیق ما نشان می‌دهد که حتی مواد بسیار ساده نیز می‌توانند رفتارهای پیچیده و سازگاری را نشان دهند که معمولاً با سیستم‌های زنده یا هوش مصنوعی پیچیده مرتبط است. این نتایج فرصت‌های هیجان‌انگیزی را برای توسعه انواع جدیدی از مواد هوشمند باز می‌کند که می‌توانند یاد بگیرند و با محیط خود سازگار شوند.

هیدروژل‌ها مواد دوفازی نرم و انعطاف‌پذیر هستند که متورم می‌شوند، اما در آب حل نمی‌شوند. بنابراین یک هیدروژل ممکن است حاوی مقدار زیادی آب باشد، اما همچنان شکل خود را حفظ کرده و برای طیف وسیعی از کاربردها مفید است. شاید شناخته شده‌ترین کاربرد آن لنزهای تماسی نرم باشد، اما انواع مختلفی از هیدروژل‌ها نیز در پروتز سینه، پوشک یکبار مصرف، الکترودهای پزشکی EEG و ECG، حسگرهای زیستی گلوکز، کپسوله کردن نقاط کوانتومی، تصفیه آب با انرژی خورشیدی، کشت سلولی و مهندسی بافت استفاده می‌شوند. داربست‌ها، محرک‌های رباتیک نرم، مواد جاذب شوک مافوق صوت و سیستم‌های دارورسانی با رهش پایدار، از جمله کاربردهای دیگر هیدروژل هستند.

در ماه آوریل، هایاشی مقاله‌ای را نوشت که نشان می‌دهد هیدروژل‌ها می‌توانند ریتم یک ضربان‌ساز خارجی را یاد بگیرند؛ چیزی که قبلاً فقط با سلول‌های زنده قابل انجام بود. آنها از توانایی ذاتی هیدروژل‌ها برای تبدیل انرژی شیمیایی به نوسانات مکانیکی، با استفاده از ضربان‌ساز برای اعمال فشارهای چرخه‌ای استفاده کردند. آنها دریافتند که وقتی نوسان یک نمونه ژل با رزونانس هارمونیک ضربان‌ساز مطابقت داشت، سیستم حافظه آن دوره نوسان رزونانسی را نگه می‌دارد و می‌تواند آن حافظه را حتی زمانی که ضربان‌ساز خاموش است، حفظ کند. چنین هیدروژل‌هایی ممکن است روزی برای تحقیق در مورد شرایطی مانند آریتمی قلبی استفاده شوند.

به نقل از ستاد نانو، در این پروژه جدید، هایاشی و همکارانش با الهام از یک پروژه تحقیقاتی روی مغز، این هیدروژل را برای یادگیری بازی پونگ به کار گرفتند.