اللسان الاصطناعى الأكثر دقة فى العالم.. يحاكى التذوق البشرى باستخدام الـ AI

ابتكر علماء جهازا قائما على الجرافين، قادر على التذوق بدقة تقترب من دقة التذوق البشرى، فى إنجاز يقرّب الاستشعار الاصطناعى من القدرات البشرية، ويستخدم النظام التعلم الآلى لتفسير الإشارات الكيميائية وتصنيف النكهات، حتى تلك التى لم يسبق له مثيل، فما يميّز هذا الاختراع هو قدرته على العمل فى ظروف رطبة، وهى سابقة فى أنظمة التذوق الاصطناعية، وتتيح له هذه الميزة محاكاة آلية عمل براعم التذوق الحقيقية داخل فم الإنسان بشكل أفضل.

صنع الجهاز من طبقات من أكسيد الجرافين داخل هيكل نانوى مائع، وعلى عكس المحاولات السابقة، يجمع هذا الجهاز بين الاستشعار والحوسبة فى منصة واحدة، مما يجعل النظام أكثر تكاملا من الألسنة الاصطناعية التقليدية، ويتفاعل أكسيد الجرافين، مثل الجرافين النقى، كهربائيا عند تعرضه لمواد كيميائية مختلفة، بحسب interesting engineering.

تقنية اللسان الاصطناعي

خوارزمية تعلم آلى

درّب الفريق المستشعر باستخدام إشارات من 160 مادة كيميائية مرتبطة بأنماط نكهات شائعة، وأدخلت هذه الإشارات فى خوارزمية تعلم آلى، قامت ببناء ذاكرة تبيّن كيف يغيّر كل نكهة موصلية المادة، ويحاكى نهج التعلم هذا بدقة كيفية معالجة أدمغتنا للإشارات من براعم التذوق، كان يعتقد منذ زمن طويل أن البشر يتعرفون على 5 نكهات، مثل الحلو والمالح والمر والحامض والأومامى، فى عام 2023، أضاف العلماء نكهة سادسة: كلوريد الأمونيوم.

التعرف على النكهة

ركّز اللسان الاصطناعى على النكهات الأربع الأولى، وحدّد النكهات المكتسبة سابقا بدقة تبلغ حوالى 98.5٪. وعند تعريفه بـ 40 نكهة جديدة، تراوحت دقته بين 75 % و90%، كما علّمه الباحثون كيفية التعرف على تركيبات أكثر تعقيدا، بما فى ذلك تلك الموجودة فى القهوة والكولا، تم عزل الجرافين النقى لأول مرة على يد أندريه جيم وكوستا نوفوسلوف عام 2004، وهو إنجاز نال بفضله جائزة نوبل فى الفيزياء عام 2010، ويتميز هذا المستشعر الفريد ذو الطبقة الواحدة ببنية شبكية من ذرات الكربون، مما يوفر خصائص كهربائية وميكانيكية وكيميائية متميزة.

فقدان حاسة التذوق

يستفيد المستشعر الجديد من حساسية أكسيد الجرافين للتغيرات الكيميائية، فهو يكتشف اختلافات طفيفة فى الموصلية عند تعرضه لمركبات النكهة، مما يجعله فعالا للغاية فى التعرف على الأنماط عند دمجه مع التعلم الآلى، وأشار الباحثون إلى أن هذا النظام لديه القدرة على استعادة حاسة التذوق للأشخاص الذين فقدوها يوما ما، وأضافوا أن فقدان حاسة التذوق يمكن أن ينتج عن السكتة الدماغية أو العدوى الفيروسية أو الأمراض التنكسية.

استهلاك الكهرباء

يعالج هذا الابتكار قيدا رئيسيا فى أنظمة التذوق الاصطناعى السابقة، وهو فصل الاستشعار عن المعالجة، ويسمح الهيكل الموحد للنموذج الحالى بتفسير بيانات التذوق بشكل أسرع وأكثر كفاءة، ومع ذلك، لا يزال الجهاز فى مرحلة الاختبارات، فهو لا يزال ضخما جدا ويستهلك الكثير من الطاقة للاستخدام الاستهلاكى أو الطبي، ويقول الباحثون إن الخطوة التالية ستشمل التصغير وتحسين الطاقة، وفى حالة نجاح هذا المستشعر، فمن الممكن أن يجد استخدامات خارج نطاق الرعاية الصحية، مثل سلامة الأغذية، ومراقبة الجودة، وحتى الروبوتات، حيثما تكون هناك حاجة إلى التعرف الذكى على الطعم.