智能物质是由单个纳米尺度的组件组装而成的，当它们一起行动时，就拥有了智能技能。功劳:科琳娜·卡斯帕想象一下，如果你穿的套头衫能自动适应温度，如果你在发抖，它会让你暖和，如果你在出汗，它会让你凉爽。这意味着套头衫必须学会识别你的不适，并改变它的属性，以应对这种不适。其他潜在功能可能包括快速干燥或缓冲跌落。但是这样的套头衫怎么能造出来呢？它需要什么能量？它从哪里得到的？完成所有这些功能需要复杂的计算和合适的能源。相比之下，自然显然毫不费力地产生了如此迷人的功能。例如，与套头衫相对应的是人体最大的器官——皮肤。皮肤保护我们免受周围环境的影响，如辐射、压力、摩擦和病原体的侵入。它甚至可以在受伤后自愈。它还能防止热量流失，并能通过分泌汗液让我们降温。
来自人脑的灵感
长期以来，人脑一直是研究人员特别着迷和灵感的来源。大约1000亿个神经元之间的无数并行过程产生了巨大的计算能力，能耗非常低，只有大约20瓦。这种大规模的并行处理支持我们远远超过传统计算机的认知技能。例如，我们在几毫秒内就能认出朋友熟悉的面孔，而计算机需要更多的时间来完成这些任务。受这种优势的启发，研究人员正在开发非常规的计算范例，这些范例模仿大脑的功能，作为创建用于认知任务的人工智能系统的一种手段。
但是什么是智力呢？在心理学意义上，智力被理解为适应不断变化的环境和从过去事件中学习的能力。就物质而言，我们对智力的定义非常相似。合成产生的物质如果与周围环境相互作用，并接收和反应信息，就是智能的。物质可以处理反馈，将信息存储为经验，并从过去学习。物质是否能够感知是一个有争议的问题，尽管对于我们对智力的定义来说，它不需要这样做。
合成物质的智能行为
中心问题是:如何在合成物质中创造智能，需要哪些成分？为此，我们确定了四个必要的单元，它们具有关键的功能要素，必须协同工作。首先，传感器元件是必要的，这样物质就可以记录来自周围环境的脉冲和信息，并接收反馈信号。作为对外部刺激的反应，合成物质可以改变其物理性质——例如，其形状或稳定性。为此，需要一个演员。接收到的信息作为知识存储在存储元件中，以便可以在稍后阶段检索。这种能力对任何学习过程都是不可或缺的。最后，这三个要素需要能够相互通信，为此需要一个由信号通路组成的网络。
所有这四个关键功能要素必须协同工作，才能创造出智能技能。现在，想象一下，这些相互联系的元素可以被缩放到纳米级别，这样它们就可以被视为一个实体，或者一块物质。这使得系统中的集成成为可能，其结果是计算过程可以在事物本身中实现。在这种情况下，没有中央处理单元控制和指导过程，例如，传统的计算机或机器人就是这种情况。相反，物质本身被用来以分散的方式进行计算。因此，无数的过程可以并行运行，就像在人脑中一样，这使得大量的数据处理成为可能——例如“智能套头衫”所必需的数据处理。
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