1. SPIDER'S WEB
  2. Nauka

Tlenek niklu potrafi uczyć się otoczenia. Nieorganiczny surowiec ma pamięć, jak żywe organizmy

Tlenek niklu wykazuje zaskakujące właściwości, pozwalające mu rejestrować właściwości otoczenia, w jakim się znajduje. Surowiec wykorzystywany do tej pory w procesach wytapiania i produkcji stopów może okazać się przełomowy w rozwoju informatyki.

tlenek niklu sztuczna inteligencja

Naukowcy z Uniwersytetu w Purdue wykazali, że tlenek niklu wykazuje pewne właściwości kojarzone do tej pory z organizmami żywymi. Konkretniej, chodzi o dwie podstawowe koncepcje, fundamentalne dla procesu uczenia się: habituację i uczulenie. Habituację można rozumieć jako przyzwyczajenie: a więc zmniejszanie się reakcji organizmu na stale powtarzający się bodziec.

Czytaj też:

Uczeni od dekad wykorzystują ślimaki morskie, by móc lepiej zrozumieć procesy uczenia się u organizmów wielokomórkowych. Najprostszą metodą badania jest dotyk. Początkowo, ślimak przy niespodziewanym dotyku chowa swoje skrzela. Ale im częściej jest dotykany – i nic z tego nie wynika – tym w mniejszym stopniu ochrania swój niezwykle istotny organ. Z kolei bardziej agresywne obcowanie ze ślimakiem wywołuje wspomniane uczulenie – a więc ekstremalną reakcję na niespodziewany i potencjalnie groźny bodziec. Przy uczulaniu ślimak szybciej i mocniej chowa swoje skrzela.

Tlenek niklu potrafi się uczyć. Jak ślimak morski.

Badania przeprowadzone na tym nieorganicznym związku chemicznym wykazały, że tlenek niklu ma podobne cechy pamięciowe. Naturalnie nie ma on skrzeli, które mógłby chować – zmieniają się jednak pod wpływem oddziaływania jego właściwości fizyczne. Konkretniej, zmienia się jego przewodnictwo elektryczne pod wpływem zmiany otoczenia z naturalnego na wypełnione wodorem.

Jak wynika z badań, po przechowaniu go w pojemniku wypełnionym wspomnianym gazem jego struktura krystaliczna ulega subtelnym zmianom i więcej elektronów staje się dostępnych do generowania prądu elektrycznego. Sama zmiana właściwości co prawda nie jest niczym zaskakującym – jednak najistotniejszy szczegół zostawiamy na koniec. Otóż zmiana przewodnictwa tlenku niklu powoli malała, im bardziej ją stymulowaliśmy. Innymi słowy, przyzwyczaił się do wodoru.

Z kolei przeniesienie go do pojemnika oświetlonego jasnym światłem lub ozonem – tym samym gwałtownie zwiększając jego otoczenie – ten błyskawicznie zmienił swoje przewodnictwo, odpowiadając tym samym reakcji uczuleniowej występującej w organizmach żywych.

Uczenie się maszyn do tej pory było realizowane przez software. Tlenek niklu może okazać się istotnym wsparciem tego procesu.

Badania nadal znajdują się na bardzo wczesnym etapie i jest zdecydowanie zbyt wcześnie, by móc rozmawiać o konkretnych zastosowaniach tlenku niklu w informatyce. Potencjał jest jednak wysoki. Związek ten mógłby być wykorzystany w projektowaniu półprzewodników, które mogą uczyć się z przeszłych doświadczeń i dostosowywać się do dynamicznych środowisk w sposób fizyczny – niczym neurony u organizmów żywych.

To jednak, póki co, dość odległa przyszłość. Można założyć, że w przewidywalnej przyszłości przemysł elektroniczny nadal będzie stosował pierwiastki grupy 14. (krzem, german) oraz związki pierwiastków grup 13. i 15. (arsenek galu, azotek galu, antymonek indu) lub 12. i 16. (tellurek kadmu).