Dispositivo lógico eletrônico baseado em metal líquido que imita o mecanismo inteligente de captura de presas da armadilha voadora de Vênus

O mecanismo único de captura de presas das armadilhas para mosca de Vênus sempre foi um foco de pesquisa intrigante no domínio da inteligência biológica. Este mecanismo permite-lhes distinguir eficazmente entre vários estímulos externos, como toques simples e duplos, distinguindo assim entre perturbações ambientais, como gotas de chuva (toque único) e insetos (toques duplos), garantindo o sucesso da captura das presas. Essa funcionalidade é atribuída principalmente aos pelos sensoriais das plantas carnívoras, que apresentam características semelhantes à memória e à contagem, permitindo-lhes perceber estímulos, gerar potenciais de ação (uma mudança de sinais elétricos nas células em resposta ao estímulo) e lembrar os estímulos. por um curto período.

Inspirado no modelo interno de acumulação/decaimento do sinal elétrico das flytraps de Vênus, o Prof. SHEN Yajing, Professor Associado do Departamento de Engenharia Eletrônica e de Computação (ECE) da HKUST, que liderou a pesquisa, deu as mãos ao seu ex-aluno de doutorado na City University de Hong Kong, o Dr. YANG Yuanyuan, agora professor associado da Universidade de Xiamen, propôs um módulo lógico baseado em metal líquido (LLM) baseado na deformação de extensão/contração de fios de metal líquido. O dispositivo utiliza fios de metal líquido em solução de hidróxido de sódio como meio condutor, controlando o comprimento dos fios de metal líquido com base em efeitos eletroquímicos, regulando assim a saída do cátodo de acordo com os estímulos aplicados ao ânodo e à porta. Os resultados da pesquisa demonstram que o próprio LLM pode memorizar a duração e o intervalo de estímulos elétricos, calcular o acúmulo de sinais de múltiplos estímulos e exibir funções lógicas significativas semelhantes às das armadilhas para mosca de Vênus.

Para demonstrar, o professor Shen e o Dr. Yang construíram um sistema artificial de armadilha para mosca de Vênus compreendendo o dispositivo inteligente de tomada de decisão LLM, cabelo sensorial baseado em interruptor e pétala baseada em atuador elétrico macio, replicando o processo de predação das armadilhas para mosca de Vênus. Além disso, eles mostraram as aplicações potenciais do LLM em integração de circuitos funcionais, filtragem, redes neurais artificiais e muito mais. Seu trabalho não apenas fornece insights sobre a simulação de comportamentos inteligentes em plantas, mas também serve como uma referência confiável para o desenvolvimento de dispositivos simuladores de sinais biológicos subsequentes e sistemas inteligentes de inspiração biológica.

“Quando as pessoas mencionam ‘inteligência artificial’, geralmente pensam em inteligência que imita o sistema nervoso dos animais. No entanto, na natureza, muitas plantas também podem demonstrar inteligência através de combinações específicas de materiais e estruturas. A pesquisa nesta direção fornece uma nova perspectiva e abordagem para nós compreender a ‘inteligência’ na natureza e construir ‘inteligência semelhante à vida’”, disse o Prof. Shen.

“Há vários anos, quando a Dra. Yang ainda estava fazendo doutorado em meu grupo de pesquisa, discutimos a ideia de construir juntos entidades inteligentes inspiradas em plantas. É gratificante que, após vários anos de esforço, tenhamos alcançado a verificação conceitual e simulação da inteligência da armadilha de Vênus No entanto, vale a pena notar que este trabalho ainda é relativamente preliminar e há muito trabalho a ser feito no futuro, como projetar estruturas mais eficientes, reduzir o tamanho dos dispositivos e melhorar a capacidade de resposta do sistema”, acrescentou o Prof.