Un dispositivo lógico electrónico a base de metal líquido que imita el mecanismo inteligente de captura de presas de la Venus atrapamoscas

El mecanismo único de captura de presas de las Venus atrapamoscas siempre ha sido el foco de una investigación fascinante en el campo de la inteligencia biológica. Este mecanismo les permite distinguir eficazmente entre diferentes estímulos externos, como toques simples y dobles, aumentando así el éxito de la caza al distinguir entre perturbaciones ambientales como gotas de lluvia (toque único) e insectos (toque doble). Esta funcionalidad se atribuye principalmente a los pelos sensoriales de las plantas carnívoras, que muestran propiedades similares a la memoria y la computación, lo que les permite detectar estímulos, generar potenciales de acción (señales eléctricas en las células en respuesta a un cambio de estímulo) y recordar estímulos. por un corto periodo de tiempo.

Inspirándose en el modelo de acumulación/desintegración de señales eléctricas internas de las trampas para moscas de Venus, el profesor SHEN Yajing, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Electrónica e Informática (ECE) de HKUST, que dirigió la investigación, utilizó su antiguo doctorado en la City University. . El Dr. Yang Yuanyuan de Hong Kong, ahora profesor asociado en la Universidad de Xiamen, propuso un módulo lógico basado en metal líquido (LLM) basado en la deformación por expansión/contracción de alambres de metal líquido. Este dispositivo utiliza cables de metal líquido en una solución de hidróxido de sodio como medio conductor, que controla la longitud de los cables de metal líquido en función de los efectos electroquímicos, moviendo así el ánodo y el cátodo de acuerdo con los estímulos aplicados a la puerta. Los resultados de la investigación muestran que el propio LLM puede recordar la duración y el intervalo de los estímulos eléctricos, calcular la suma de señales de múltiples estímulos y exhibir importantes funciones lógicas similares a las de las trampas para moscas de Venus.

Para demostrar esto, el profesor Shen y el Dr. Yang construyeron un sistema artificial de trampa para moscas de Venus que consta de un dispositivo inteligente de toma de decisiones LLM, un cabello sensorial basado en un interruptor y un pétalo suave basado en un actuador eléctrico, que se alimenta de las trampas para moscas de Venus. el proceso de Además, mostraron las aplicaciones potenciales de LLM en integración de circuitos funcionales, filtrado, redes neuronales artificiales y más. Su trabajo no sólo proporciona información sobre la simulación de comportamientos inteligentes en plantas, sino que también sirve como referencia fiable para el desarrollo posterior de dispositivos simuladores de señales biológicas y sistemas inteligentes de inspiración biológica.

“Cuando la gente habla de ‘inteligencia artificial’, normalmente piensa en una inteligencia que imita el sistema nervioso de los animales. Sin embargo, en la naturaleza, muchas plantas también exhiben inteligencia a través de combinaciones materiales y estructurales específicas. “La investigación en esta dirección nos proporciona una nueva perspectiva y un enfoque para comprender la ‘inteligencia’ en la naturaleza y construir una ‘inteligencia realista'”, afirmó el profesor Shen.

“Hace muchos años, cuando la Dra. Yang todavía estaba haciendo su doctorado en mi grupo de investigación, discutimos la idea de construir entidades inteligentes inspiradas en plantas. Después de los esfuerzos de , logramos la verificación y simulación conceptual. Sin embargo, es Vale la pena señalar que este trabajo aún es relativamente temprano y se necesita mucho trabajo en el futuro, como diseñar estructuras más eficientes, reducir el tamaño del dispositivo y mejorar la capacidad de respuesta del sistema”. Añadió el profesor Shen.