Un groupe de recherche NIMS a inventé un dispositif ionique, appelé décideur ionique, capable de prendre rapidement ses propres décisions sur la base de l'expérience antérieure en utilisant des changements dans les concentrations ioniques/moléculaires. Le groupe a alors réussi à faire la démonstration de son fonctionnement. Ce dispositif est capable de prendre des décisions tout en s'adaptant efficacement à des situations changeantes par un moyen sans rapport avec le stockage d'expériences passées dans la mémoire de l'ordinateur ou à la réalisation de calculs décisionnels. Cette invention peut conduire au développement de nouveaux systèmes d'intelligence artificielle (IA) capables de traiter des informations analogiques à l'aide de matériel d'une manière complètement différente des systèmes d'IA conventionnels qui traitent des informations numériques à l'aide de logiciels.

Des systèmes d'IA capables de faire rapidement des sélections optimales en réponse à des circonstances changeantes dans divers domaines, tels que l'information et les communications, fabrication, activités économiques et de divertissement—sont nécessaires de toute urgence. Les efforts de ces dernières années se sont concentrés sur le développement de systèmes d'IA informatisés capables de traiter de grandes quantités d'informations à l'aide de programmes sophistiqués. Cependant, ces systèmes présentent certains problèmes :lorsqu'ils sont utilisés pour résoudre des problèmes complexes utilisant de grandes quantités de données, leurs opérations ralentissent et consomment de grandes quantités d'électricité.

Ce groupe de recherche a développé un dispositif ionique d'aide à la décision capable de fonctionner grâce à des phénomènes électrochimiques induits par le mouvement de protons (H+) au sein d'un électrolyte solide. Lorsque l'appareil prend une décision correcte, les ions migrent vers l'électrode associée à la décision. Des décisions correctes répétées provoquent une variation des concentrations ioniques/moléculaires et renforcent la décision. Le groupe de recherche a appliqué ce mécanisme à un réseau de communication radio encombré et a réussi à démontrer que l'appareil est capable de sélectionner un canal de communication optimal (c'est-à-dire, gamme de fréquences) à attribuer pour une transmission donnée afin d'obtenir l'utilisation globale du canal la plus efficace en fonction de l'évolution des situations d'encombrement. L'appareil a également démontré sa capacité à effectuer des sélections de canaux optimales pour atteindre un objectif encore plus complexe, c'est à dire., obtenir l'utilisation globale du canal la plus efficace parmi plusieurs utilisateurs du réseau de communication.

Dans les études futures, nous espérons faire évoluer cette technologie vers des performances plus élevées, dispositifs d'intégration supérieure et les appliquer à la résolution de problèmes complexes non seulement dans les réseaux de communication, mais aussi dans la fabrication et le commerce financier, etc. Par exemple, l'appareil peut être utilisé pour effectuer les sélections les plus rentables parmi plusieurs options avec des probabilités de récompense dynamiques. En outre, nous prévoyons d'appliquer cette technologie au développement de systèmes d'IA (cerveaux artificiels) qui fonctionnent selon un nouveau principe de fonctionnement :des systèmes de prise de décision non programmés qui pensent comme des systèmes biologiques.

Cette étude a été publiée dans la version en ligne de Avancées scientifiques , une revue scientifique américaine.