Как капучино и нейросети связаны на молекулярном уровне

Пена часто воспринимается как статический предмет, но недавние исследования показали, что это далеко от истины. Ученые из Пенсильванского университета провели компьютерное моделирование, которое показало, что пузырьки в увлажненной пене продолжают двигаться, исследуя множество возможных форм. Несмотря на это постоянное движение, пена сохраняет свою структуру, что составляет парадокс, который долгое время оставался вне досягаемости традиционной физики.

Пена и искусственный интеллект: неожиданные параллели

Пена постоянно реорганизуется, утверждает профессор химической и биомолекулярной инженерии Джон Крокер, соавтор исследования. Интересно, что поведение пены и современные нейросети используют подобные математические принципы. Классический подход описывал пузырьки как стационарные объекты, которые движутся к минимальной энергетической зоне и остаются неподвижными. Тем не менее, реальные наблюдения опровергли эту теорию.

Новые горизонты в понимании адаптивных материалов

Оказавшись в области машинного обучения, исследователи нашли аналогии, которые открывают новые горизонты в науке. Нейросети учатся, самоэффективно настраивая свои параметры, а чрезмерная точность может привести к их хрупкости. Более устойчивыми оказываются модели, работающие в плоских зонах пространства решений с множеством одинаково хороших конфигураций.

При рассмотрении пены через эту призму видно, что пузырьки не застревают в глубоких энергетических минимумах, а продолжают перемещаться по широким зонам, где конфигурации являются равноценными. Это открытие может дать новый импульс для разработки адаптивных материалов и улучшить понимание живых структур, таких как клеточный цитоскелет.

Перспективы применения

Работа команды Крокера уже привела к новым подходам к изучению систем, которые должны постоянно адаптироваться, сохраняя свою целостность. Как отмечает Крокер, вопрос о том, почему принципы машинного обучения могут так точно описывать поведение пены, представляет огромный интерес. Ученые уверены, что инструменты, выработанные в этой области, могут найти применение далеко за пределами своих начальных задач, сообщает источник.