Un equipo de científicos de la Universidad de Reading ha logrado un avance significativo al demostrar que un hidrogel, un polímero electroactivo (EAP), puede aprender a jugar el videojuego Pong. El estudio, dirigido por el Dr. Yoshikatsu Hayashi y publicado el 22 de agosto de 2024 en *Cell Reports Physical Science*, revela que el hidrogel mejora su rendimiento a través de un proceso análogo a la memoria.
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Para llevar a cabo el experimento, el hidrogel se conectó a una simulación de Pong utilizando una matriz de electrodos personalizada. Durante las sesiones de juego, el hidrogel mostró una mejora en su precisión y la duración de los intercambios, alcanzando su punto máximo de rendimiento después de aproximadamente 20 minutos de juego. Este comportamiento de aprendizaje se atribuye al movimiento de partículas cargadas (iones) dentro del material en respuesta a la estimulación eléctrica, creando una forma de memoria.
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Basándose en trabajos anteriores que demostraron que las células cerebrales humanas podían aprender Pong a través de mecanismos de retroalimentación, los investigadores quisieron explorar si materiales más simples podían exhibir capacidades de aprendizaje similares. El equipo observó que la función de memoria del hidrogel surge de la migración y distribución de iones, correlacionándose con los bucles sensoriales y motores en el entorno del juego.
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Los investigadores midieron el rendimiento del hidrogel mediante una serie de métricas, incluyendo la tasa de aciertos y las longitudes de los intercambios. El hidrogel alcanzó una tasa de aciertos del 60% en la región media del juego y del 87% en la región inferior después de varias rondas. La estimulación eléctrica se utilizó para imitar la posición de la pelota en el juego, y el flujo de iones resultante se midió para controlar el movimiento de la paleta.
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Se realizaron un total de 21 sesiones de juego, acumulando 3,500 segundos de datos de juego antes de que el hidrogel comenzara a degradarse. Los análisis estadísticos confirmaron que las mejoras en el rendimiento eran significativas, con un valor p de 0.00041.
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Mirando hacia adelante, los investigadores planean profundizar en los mecanismos detrás de la memoria del hidrogel y explorar su potencial para realizar otras tareas. Los hallazgos podrían tener implicaciones en el desarrollo de nuevos tipos de materiales inteligentes, útiles en campos como la robótica blanda, las prótesis y la detección ambiental.
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En un estudio relacionado, el mismo equipo demostró que otro hidrogel podría sincronizarse con el ritmo de un marcapasos externo y retener la memoria de este ritmo después de que el marcapasos fuese desconectado. Esta investigación podría impulsar avances en la investigación cardíaca y el desarrollo de modelos de laboratorio alternativos para reducir la experimentación con animales. El hidrogel utilizado en estos experimentos no solo puede aprender a jugar Pong, sino que también tiene el potencial de recordar y reproducir ritmos cardíacos, lo que podría revolucionar la investigación en ingeniería de tejidos y materiales inteligentes.
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La referencia completa de la publicación es: Strong, V., Holderbaum, W., & Hayashi, Y. (2024). Electro-Active Polymer Hydrogels Exhibit Emergent Memory When Embodied in a Simulated Game Environment. *Cell Reports Physical Science*. DOI: [10.1016/j.xcrp.2024.102151]