研发中的响应性材料可以根据早期条件改变其行为。受生物系统的启发，一种新的材料已经被开发出来，它可以根据以前的经验改变其电学行为，有效地赋予它一种基本形式的适应性记忆。这种自适应材料可以在下一代医疗和环境传感器以及软体机器人或活性表面中发挥重要作用。这一突破是由芬兰阿尔托大学的研究人员实现的。

一种新的材料已经被开发出来，它可以根据以前的经验改变其电气行为。这有效地给了它一个基本形式的自适应记忆。(图为艺术家对电学适应性材料的概念）。

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响应性材料已经在一系列应用中变得很普遍，从在阳光下变黑的眼镜到药物输送系统。然而，现有的材料每次都是以同样的方式反应，它们对变化的反应并不取决于它们的历史，它们也不会根据它们的过去进行调整。

这与生命系统有根本的不同，生命系统会根据以前的条件动态地调整其行为。"材料科学的下一个大挑战之一是开发真正的智能材料，其灵感来自于生物体。我们想开发一种能根据其历史调整其行为的材料，"阿尔托大学的学院研究员Peng Bo说，他是这项研究的资深作者之一。

磁珠在磁场中形成的柱子的形状和导电性取决于磁场的强度和历史。资料来源：Olli Ikkala / 阿尔托大学

研究人员合成了微米大小的磁珠，然后用磁场进行刺激。当磁铁打开时，这些磁珠堆积起来形成柱子。磁场的强度影响着磁柱的形状，这反过来又影响着它们导电的能力。

"有了这个系统，我们把磁场刺激和电反应结合起来。有趣的是，我们发现，导电性取决于我们是快速还是缓慢地改变磁场。这意味着，电反应取决于磁场的历史。如果磁场在增加或减少，电行为也是不同的。该反应显示出双稳态，这是一种基本的记忆形式。材料的行为就像它对磁场有记忆一样，"Peng解释说。

基本学习

该系统的记忆还允许它以一种类似于基本学习的方式行事。尽管生物体内的学习是非常复杂的，但其在动物中最基本的元素是神经元之间的连接反应的变化，即所谓的突触。根据它们被刺激的频率，神经元中的突触将变得更难或更容易激活。这种变化被称为短期突触可塑性，使一对神经元之间的连接变得更强或更弱，这取决于它们最近的历史。

研究人员能够用他们的磁珠完成类似的事情，尽管其机制完全不同。当他们将磁珠暴露在快速脉动的磁场中时，该材料的导电性能变得更好，而较慢的脉动则使其导电性能变差。

阿尔托的杰出教授奥利-伊卡拉（Olli Ikkala）说："这让人想起了短期突触可塑性。新材料的功能有点像一个突触。我们所展示的为下一代的生命启发材料铺平了道路，它将借鉴生物的适应、记忆和学习过程。"

"在未来，可能会有更多的材料在算法上受到类似生命特性的启发，尽管它们不会涉及生物系统的全部复杂性。这样的材料将成为下一代软体机器人以及医疗和环境监测的核心，"Ikkala补充说。

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