image featured from : unsplash.com
Bahan baru telah dikembangkan yang mengubah perilaku listriknya berdasarkan pengalaman sebelumnya. Ini secara efektif memberinya bentuk dasar memori adaptif. (Konsep artis tentang bahan yang adaptif secara elektrik.)
Bahan responsif mengubah perilakunya berdasarkan kondisi sebelumnya.
Terinspirasi oleh sistem kehidupan, materi baru telah dikembangkan yang mengubah perilaku kelistrikannya berdasarkan pengalaman sebelumnya, yang secara efektif memberinya bentuk dasar memori adaptif. Bahan adaptif semacam itu dapat memainkan peran penting dalam sensor medis dan lingkungan generasi berikutnya, serta dalam robot lunak atau permukaan aktif. Terobosan tersebut dicapai oleh para peneliti di Universitas Aalto di Finlandia.
Bahan responsif telah menjadi umum dalam berbagai aplikasi, mulai dari kacamata yang menjadi gelap di bawah sinar matahari hingga sistem penghantaran obat. Namun, bahan yang ada selalu bereaksi dengan cara yang sama setiap saat. Tanggapan mereka terhadap perubahan tidak bergantung pada sejarah mereka, juga tidak beradaptasi berdasarkan masa lalu mereka.
Ini pada dasarnya berbeda dari sistem kehidupan, yang secara dinamis menyesuaikan perilakunya berdasarkan kondisi sebelumnya. “Salah satu tantangan besar berikutnya dalam ilmu material adalah mengembangkan material yang benar-benar cerdas yang terinspirasi oleh organisme hidup. Kami ingin mengembangkan materi yang akan menyesuaikan perilakunya berdasarkan sejarahnya,” kata Bo Peng, seorang Academy Research Fellow di Aalto University yang merupakan salah satu penulis senior studi ini.
Para peneliti mensintesis manik-manik magnetik berukuran mikrometer yang kemudian distimulasi oleh medan magnet. Saat magnet dinyalakan, manik-manik ditumpuk membentuk pilar. Kekuatan medan magnet mempengaruhi bentuk pilar, yang pada gilirannya mempengaruhi seberapa baik mereka menghantarkan listrik.
“Dengan sistem ini, kami menggabungkan rangsangan medan magnet dan respons listrik. Menariknya, kami menemukan bahwa konduktivitas listrik bergantung pada apakah kami memvariasikan medan magnet dengan cepat atau lambat. Itu berarti bahwa respon listrik tergantung pada sejarah medan magnet. Perilaku kelistrikan juga berbeda jika medan magnet bertambah atau berkurang. Respon menunjukkan bistabilitas, yang merupakan bentuk dasar dari memori. Material berperilaku seolah-olah memiliki memori medan magnet,” jelas Peng.
Pembelajaran dasar
Memori sistem juga memungkinkannya berperilaku dengan cara yang menyerupai pembelajaran yang belum sempurna. Meskipun pembelajaran dalam organisme hidup sangat kompleks, elemen paling mendasar pada hewan adalah perubahan respons koneksi antar neuron, yang dikenal sebagai sinapsis. Bergantung pada seberapa sering mereka distimulasi, sinapsis di neuron akan menjadi lebih sulit atau lebih mudah untuk diaktifkan. Perubahan ini, yang dikenal sebagai plastisitas sinaptik jangka pendek, membuat hubungan antara sepasang neuron menjadi lebih kuat atau lebih lemah tergantung pada riwayat terkini mereka.
Para peneliti mampu mencapai sesuatu yang mirip dengan manik-manik magnetik mereka, meskipun mekanismenya sangat berbeda. Ketika mereka memaparkan manik-manik ke medan magnet yang berdenyut cepat, material menjadi lebih baik dalam menghantarkan listrik, sedangkan berdenyut lebih lambat membuatnya buruk.
“Ini mengingatkan pada plastisitas sinaptik jangka pendek,” kata Profesor Olli Ikkala dari Aalto. “Bahan kami berfungsi seperti sinapsis. Apa yang telah kami tunjukkan membuka jalan bagi materi inspirasi kehidupan generasi berikutnya, yang akan memanfaatkan proses biologis adaptasi, ingatan, dan pembelajaran.”
“Di masa depan, mungkin ada lebih banyak materi yang secara algoritme terinspirasi oleh sifat-sifat yang mirip kehidupan, meski tidak akan melibatkan kompleksitas penuh sistem biologis. Bahan-bahan tersebut akan menjadi inti dari robot lunak generasi berikutnya dan untuk pemantauan medis dan lingkungan,” tambah Ikkala.
Milano – UKDW 2018
Be the first to comment