Zocken gegen Glibber: Forscher bringen einem Hydrogel Pong bei

Selbst einfache, nicht lebende Materialien wie Hydrogele sind in der Lage, das Videospiel Pong zu "erlernen". Forscher konnten jetzt nachweisen, dass man diesen Materialien durchaus relativ komplexe Verhaltensweisen beibringen kann.

Das Gel wird immer besser

Hydrogele sind flexible Materialien, die in Wasser quellen, sich aber nicht auflösen. Sie finden in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung, darunter in weichen Kontaktlinsen, medizinischen Elektroden und sogar Aktuatoren für weiche Robotik. Doch die neuesten Forschungen zeigen, dass Hydrogele auch in der Lage sind, "Erinnerungen" an elektrische Stimulationsmuster zu speichern, was es ihnen ermöglicht, sich an vorherige Erfahrungen anzupassen und daraus zu lernen.

Die Forscher, angeführt von Yoshikatsu Hayashi, einem biomedizinischen Ingenieur der University of Reading, England, haben Hydrogele mit einer simulierten Version des Spiels Pong verbunden, wie sie in ihrer Publikation im Journal Cell Reports Physical Science mitteilten. Pong, eines der ersten Arcade-Spiele, ist bekannt für seine einfachen Grafiken und Regeln, was es zu einem idealen Testfeld für diese Art von Experiment macht. Die Hydrogele waren durch Elektroden mit der virtuellen Spielumgebung verbunden und konnten die Bewegung des Balls und die Position des Schlägers verfolgen.


Während des Spiels zeigte sich, dass die Hydrogele im Laufe der Zeit besser darin wurden, den Ball zu treffen. Die Genauigkeit verbesserte sich kontinuierlich, und nach etwa 20 Minuten erreichten die Hydrogele ihre maximale Leistungsfähigkeit. Dies geschah, weil die Ionenbewegungen im Material eine Art Gedächtnisfunktion entwickelten, die die Bewegungen der Vergangenheit "speicherte" und das zukünftige Verhalten beeinflusste.

Smarte Materialien als Ziel

Diese Erkenntnisse sind bemerkenswert, da sie zeigen, dass einfache Materialien wie Hydrogele in der Lage sind, adaptive und lernfähige Verhaltensweisen zu zeigen, die bisher nur in lebenden Organismen oder in komplexen künstlichen Systemen beobachtet wurden. Diese Entdeckung könnte weitreichende Implikationen für die Entwicklung neuer "intelligenter" Materialien haben, die in der Lage sind, sich an ihre Umgebung anzupassen und sich dynamisch zu verändern.

Die Forschung könnte auch praktische Anwendungen finden, etwa in der Medizin, wo solche Hydrogele möglicherweise als Ersatz für lebende Zellen in bestimmten Experimenten dienen könnten. Hayashi und sein Team planen, ihre Arbeit fortzusetzen und zu untersuchen, wie diese Materialien noch komplexere Aufgaben erlernen und ausführen können.


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