थर्मो-रेस्पॉन्सिव लिक्विड क्रिस्टल पॉलिमर नेटवर्क और डाई की एक परत से बने ये प्लास्टिक नरम एक्चुएटर हैं जो ऊर्जा को यांत्रिक गति में परिवर्तित कर सकते हैं। प्रारंभ में, एक्चुएटर केवल गर्मी के प्रति प्रतिक्रिया करता है, लेकिन प्रकाश को गर्मी के साथ जोड़कर, यह प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करना सीखता है। प्रतिक्रिया में, एक्चुएटर उसी तरह खुद को मोड़ता है जैसे एक मानव अपनी तर्जनी को मोड़ता है। समय-समय पर एक्चुएटर को विकिरणित करने से, यह एक इंचवर्म की तरह 1 मिमी/सेकेंड की गति से "चलता" है, लगभग घोंघे की गति के समान।

टाम्परे विश्वविद्यालय के वरिष्ठ लेखक एरी प्राइमागी (@APriimagi) कहते हैं, "हमारा शोध अनिवार्य रूप से यह सवाल पूछ रहा है कि क्या कोई निर्जीव सामग्री किसी तरह बहुत ही सरल अर्थ में सीख सकती है।" “मेरे सहयोगी, आल्टो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर ओली इक्कला ने सवाल उठाया: क्या सामग्री सीख सकती है, और अगर सामग्री सीखेगी तो इसका क्या मतलब है? फिर हम ऐसे रोबोट बनाने के लिए इस शोध में शामिल हो गए जो किसी तरह नई तरकीबें सीखेंगे। शोध दल में टाम्परे विश्वविद्यालय के पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता हाओ ज़ेंग और आल्टो विश्वविद्यालय के हैंग झांग भी शामिल हैं।

कंडीशनिंग प्रक्रिया, जो प्रकाश को गर्मी से जोड़ती है, सतह पर मौजूद डाई को पूरे एक्चुएटर में फैलने देती है, जिससे वह नीली हो जाती है। यह घटना समग्र प्रकाश अवशोषण को बढ़ाती है, जो फोटोथर्मल प्रभाव को बढ़ाती है और एक्चुएटर का तापमान बढ़ाती है। इसके बाद यह विकिरण पर झुकना "सीखता" है।

प्रिइमागी कहते हैं, "यह अध्ययन जो हमने किया वह पावलोव के कुत्ते के प्रयोग से प्रेरित था।" प्रयोग में, एक कुत्ता भोजन देखकर प्रतिक्रिया स्वरूप लार टपकाता है। फिर पावलोव ने कुत्ते को खाना देने से पहले घंटी बजाई। कुछ बार दोहराने के बाद, कुत्ते ने भोजन को घंटी से जोड़ दिया और घंटी सुनकर लार टपकाने लगी। "यदि आप हमारे सिस्टम के बारे में सोचें, तो पावलोव के प्रयोग में गर्मी भोजन से मेल खाती है, और प्रकाश घंटी से मेल खाती है।"

प्राइमागी कहते हैं, "कई लोग कहेंगे कि हम इस सादृश्य को बहुत आगे बढ़ा रहे हैं।" “कुछ मायनों में, वे लोग सही हैं क्योंकि जैविक प्रणालियों की तुलना में, हमने जिस सामग्री का अध्ययन किया वह बहुत सरल और सीमित है। लेकिन सही परिस्थितियों में, समानता कायम रहती है।” टीम के लिए अगला कदम सिस्टम की जटिलता और नियंत्रणीयता के स्तर को बढ़ाना है, ताकि जैविक प्रणालियों में खींची जा सकने वाली उपमाओं की सीमाओं का पता लगाया जा सके। "हमारा लक्ष्य ऐसे प्रश्न पूछना है जो शायद हमें निर्जीव सामग्रियों को एक नई रोशनी से देखने की अनुमति दें।"

लेकिन चलने के अलावा, सिस्टम प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को "पहचान" और प्रतिक्रिया भी दे सकता है जो उसकी डाई की कोटिंग के अनुरूप है। यह विशेषता सामग्री को एक ट्यून करने योग्य नरम माइक्रो-रोबोट बनाती है जिसे दूर से नियंत्रित किया जा सकता है, जो बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श सामग्री है।

“मुझे लगता है कि वहां बहुत सारे अच्छे पहलू हैं। ये दूर से नियंत्रित लिक्विड क्रिस्टल नेटवर्क छोटी कृत्रिम मांसपेशियों की तरह व्यवहार करते हैं," प्रिइमागी कहते हैं। "मुझे आशा है और विश्वास है कि ऐसे कई तरीके हैं जिनसे वे भविष्य में फोटोनिक्स जैसे अन्य क्षेत्रों के अलावा बायोमेडिकल क्षेत्र को लाभ पहुंचा सकते हैं।"

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