Um grupo de pesquisa NIMS inventou um dispositivo iônico, denominado um tomador de decisão iônico, capaz de tomar rapidamente suas próprias decisões com base na experiência anterior usando mudanças nas concentrações iônicas / moleculares. O grupo então conseguiu demonstrar seu funcionamento. Este dispositivo é capaz de tomar decisões enquanto se adapta com eficiência a situações de mudança por um meio não relacionado ao armazenamento de experiências anteriores na memória do computador ou ao desempenho de cálculos de tomada de decisão. Esta invenção pode levar ao desenvolvimento de novos sistemas de inteligência artificial (AI) capazes de processar informações analógicas usando hardware de uma maneira completamente diferente dos sistemas convencionais de AI que processam informações digitais usando software.

Sistemas de IA capazes de fazer seleções ótimas rapidamente em resposta às mudanças nas circunstâncias em vários campos, como informações e comunicações, fabricação, atividades econômicas e entretenimento - são urgentemente necessários. Os esforços nos últimos anos têm se concentrado no desenvolvimento de sistemas de IA baseados em computador, capazes de processar grandes quantidades de informações usando programas sofisticados. Contudo, esses sistemas têm alguns problemas:quando são usados ​​para resolver problemas complexos usando grandes quantidades de dados, suas operações tornam-se mais lentas e consomem grandes quantidades de eletricidade.

Este grupo de pesquisa desenvolveu um dispositivo iônico de tomada de decisão capaz de operar usando fenômenos eletroquímicos induzidos pelo movimento de prótons (H +) dentro de um eletrólito sólido. Quando o dispositivo toma uma decisão correta, os íons migram em direção ao eletrodo associado à decisão. Decisões corretas repetidas causam uma variação nas concentrações iônicas / moleculares e reforçam a decisão. O grupo de pesquisa aplicou este mecanismo a uma rede de comunicação de rádio congestionada e conseguiu demonstrar que o dispositivo é capaz de selecionar um canal de comunicação ideal (ou seja, faixa de frequência) a ser atribuída para uma determinada transmissão a fim de alcançar a utilização geral do canal mais eficaz em relação às mudanças nas situações de congestionamento. O dispositivo também demonstrou a capacidade de fazer seleções de canais ideais para atender a um objetivo ainda mais complexo, ou seja, alcançar a utilização geral mais eficaz do canal entre vários usuários da rede de comunicação.

Em estudos futuros, esperamos desenvolver esta tecnologia em alto desempenho, dispositivos de maior integração e aplicá-los à resolução de problemas complexos, não apenas em redes de comunicação, mas também em manufatura e comércio financeiro, etc. Por exemplo, o dispositivo pode ser usado para fazer as seleções mais lucrativas entre várias opções com probabilidades de recompensa dinâmica. Além disso, pretendemos aplicar esta tecnologia ao desenvolvimento de sistemas de IA (cérebros artificiais) que operam sob um novo princípio de funcionamento:sistemas de tomada de decisão não programados que pensam como sistemas biológicos.

Este estudo foi publicado na versão online do Avanços da Ciência , uma revista científica dos EUA.