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El óxido de níquel demuestra capacidad de aprender de su entorno como los animales

El material podría ayudar a promover la investigación sobre inteligencia artificial

Un óxido metálico, el óxido de níquel, demuestra la capacidad de aprender cosas sobre su entorno de una manera similar al aprendizaje más básico de los animales, como se describe en un nuevo artículo.

Habituación y sensibilización son dos mecanismos fundamentales del aprendizaje. La habituación ocurre cuando la respuesta de un organismo a un mismo estímulo repetido disminuye continuamente. En cambio, la sensibilización es la reacción extrema de un organismo a un estímulo dañino o inesperado.

El óxido de níquel tuvo características sorprendentemente similares a este comportamiento de aprendizaje. El comportamiento se evaluó a través del cambio en la conductividad eléctrica del material, alternando repetidamente el entorno del óxido de níquel entre el aire normal y el gas hidrógeno.

Cuando el óxido de níquel fue expuesto al gas hidrógeno, su estructura cristalina cambió sutilmente y habría más electrones disponibles para generar una corriente eléctrica. En un experimento, se cambió entre los entornos de aire regular y el de solo hidrógeno. Era de esperar que la conductividad eléctrica aumentara y bajara en relación con la exposición al hidrógeno o al aire.

Pero el cambio en la conductividad del óxido de níquel disminuyó lentamente cuanto más se lo estimulaba. Se habituó al hidrógeno. Sin embargo, cuando el material fue expuesto a la luz brillante o al ozono, cambió rápidamente su conductividad.

La capacidad de aprender, recordar u olvidar información según sea necesario es una habilidad poderosa para cualquier animal o máquina. Hasta ahora, la gran mayoría de la investigación en el campo de la inteligencia artificial se ha centrado en enfoques basados ​​en software para el aprendizaje automático, con mucha menor investigación dedicada al estudio de las habilidades de aprendizaje de los materiales.

En el centro de estas dos áreas de investigación relacionadas se encuentra el campo de las computadoras inspiradas en el cerebro. Para que la inteligencia se codifique en hardware, los científicos necesitan semiconductores que puedan aprender de la experiencia pasada y adaptarse a entornos dinámicos de una forma física similar a la de las neuronas en el cerebro de los animales.

Esta nueva investigación muestra cómo el óxido de níquel tiene características del aprendizaje de los animales y da pistas sobre cómo este o materiales similares podrían servir como bloques de construcción para las computadoras del futuro.

Antes de que dichos materiales puedan incorporarse en chips de computadora, existen algunas preguntas que necesitan respuesta. Es necesario determinar las escalas de tiempo de un material para que sea útil en sistemas eléctricos. Otra incógnita es si es posible cambiar la estructura del óxido de níquel para producir diferentes comportamientos de aprendizaje.

A medida que se descubran nuevos materiales que pueden acomodar átomos móviles, se lograrán más avances en el diseño de computadoras que emulen el cerebro de los animales. El movimiento colectivo de átomos y electrones en los materiales podría inspirar la inteligencia artificial y el diseño de hardware en el futuro.

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