Los científicos han demostrado que un hidrogel sin vida es capaz de tener memoria y mejorar con el tiempo.

Se trata de un experimento científico impactante. Un ‘cerebro’ de gel iónico no vivo ha conseguido no solo jugar al conocido videojuego Pong, sino mejorar con la práctica. En apenas 20 minutos consiguió alcanzar su capacidad máxima en este videojuego de consolas que fue estrenado en 1972 y que ayudó a la popularización de los videojuegos.

¿Qué es un hidrogel?

Los hidrogeles son redes tridimensionales de polímeros hidrófilos que pueden absorber y retener grandes cantidades de agua mientras mantienen su integridad estructural. Las cadenas de polímeros en los hidrogeles están reticuladas, lo que evita que se disuelvan en agua. Pueden estar compuestos de polímeros naturales como agarosa, alginato y gelatina, o polímeros sintéticos como poliacrilamida y polietilenglicol. Las propiedades únicas de estos materiales han llevado a su adopción en una gran variedad de industrias y un nicho excelente para experimentos científicos como este.

Un hidrogel no vivo

Recordemos que en el Pong, los jugadores tienen que rebotar una pelota contra una pared sólida durante el mayor tiempo posible para ganar. Ahora, un equipo de ingenieros en robótica dirigido por Vincent Strong, de la Universidad de Reading (Inglaterra), llevó a cabo este experimento de juego de Pong utilizando hidrogeles. Concretamente, entrenaron un gel de polímero para que jugase al Pong pasando una corriente eléctrica a través de él y midiendo la concentración de iones. Para este experimento se utilizó el hidrogel de “polímero electroactivo”. Este tipo de hidrogel reacciona a la estimulación eléctrica debido a la presencia de iones en el medio circundante.

¿Cómo lo hicieron? Utilizaron un material polimérico que contenía agua y lo combinaron con iones para que respondiera a estímulos eléctricos. Cuando la corriente eléctrica pasa a través del material, los iones se desplazan hacia la fuente de electricidad, llevando consigo agua y provocando que el gel se expanda.

Los investigadores se inspiraron en un experimento anterior que demostró que una placa de células cerebrales podía jugar al Pong cuando se conectaba a electrodos. El experimento se basó en dos movimientos: primero, al pasar corriente a distintos puntos del hidrogel con una cuadrícula de tres por tres electrodos se representaba el movimiento de la pelota, como en el Pong; en otra cuadrícula de electrodos, se medía la concentración de iones en el hidrogel, que fue interpretada por el ordenador en el que se ejecutaba el videojuego como instrucciones sobre dónde mover la paleta.

En resumen, la paleta del hidrogel se controlaba mediante el flujo de iones dentro de su estructura, y la posición de la pelota se codificaba mediante estimulación eléctrica. El sistema de puntuación del juego proporcionaba puntos por los golpes de paleta exitosos y restablecía la puntuación a cero por los tiros de pelota fallidos.

Aprendiendo a jugar

Sorprendentemente, el hidrogel desarrolló una especie de “memoria” que le permitió mejorar su rendimiento con el tiempo y, con la práctica, apenas unos 20 minutos de entrenamiento, descubrieron que el ‘cerebro’ gelatinoso mejoraba un 10 por ciento su juego y era capaz de mantener partidas cada vez más largas. ¡Mostró un rendimiento mejorado con el tiempo!.

“Nuestra investigación muestra que incluso los materiales muy simples pueden exhibir comportamientos complejos y adaptativos típicamente asociados con sistemas vivos o IA sofisticada. Esto abre posibilidades emocionantes para desarrollar nuevos tipos de materiales ‘inteligentes’ que puedan aprender y adaptarse a su entorno”, explica Yoshikatsu Hayashi, ingeniero biomédico de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Reading, y líder del trabajo que recoge la revista Cell Reports Physical Science.

No obstante, el hidrogel nunca se acabó convirtiendo en un experto nato en jugar al Pong. Según el equipo, su masa ionizada no logró superar a su oponente virtual y solo mejoró su precisión en aproximadamente un 10 por ciento. A pesar de esto, estos avances permitieron al hidrogel enfrentarse al juego durante intercambios más prolongados, lo que en sí mismo ya es un gran hito.

“Los hidrogeles iónicos pueden lograr el mismo tipo de mecánica de memoria que las redes neuronales más complejas”, aclara eñ ingeniero en robótica, Vincent Strong de la Universidad de Reading. “Mostramos que los hidrogeles no solo pueden jugar Pong, sino que pueden mejorar con el tiempo“.

Los científicos afirman que el hidrogel es mucho menos complejo que las neuronas de un cerebro, pero el experimento demuestra que es capaz de realizar tareas similares. En el futuro, los investigadores tienen la intención de investigar más a fondo la “memoria” del hidrogel, analizando sus mecanismos y evaluando su capacidad para llevar a cabo otras funciones o tareas.

¿Hidrogel dentro del cerebro de los futuros robots? Quién sabe.

Tomado de Muyinteresante