Искусственный язык на основе графена может чувствовать вкус на уровне человека
Устройство, созданное на основе оксида графена и обученное с помощью алгоритмов машинного обучения, стало первым в своем роде сенсором, способным работать во влажной среде — условиях, максимально приближенных к человеческому рту.
В основе разработки лежит оксид графена — материал, обладающий высокой химической реактивностью и настраиваемыми электрическими свойствами. Ученые поместили его в нанофлюидную систему, которая позволяет анализировать поведение вещества при контакте с жидкими образцами. При взаимодействии с различными химическими соединениями проводимость оксида графена менялась, и эти колебания были зафиксированы при воздействии 160 разных веществ, каждое из которых имеет свой характерный вкусовой профиль. На основе этих данных алгоритм машинного обучения сформировал «вкусовую память», имитируя работу человеческого мозга, когда он обрабатывает сигналы, поступающие от вкусовых рецепторов.
Долгое время считалось, что человек способен различать пять основных вкусов: сладкий, соленый, кислый, горький и умами. Однако в 2023 году к ним был добавлен шестой вкус — хлорид аммония. Новый сенсор, несмотря на относительную новизну технологии, уверенно справился с классификацией четырех из этих вкусов с точностью около 98,5%. Более того, система успешно идентифицировала вкусы 40 новых образцов, которые ранее не использовались в обучении, с точностью от 75% до 90%. Также она продемонстрировала способность различать более сложные вкусовые композиции, например, отличать кофе и колу.
Одним из главных достижений стала интеграция сенсорной и вычислительной функций в одном нанофлюидном устройстве. Это позволяет обрабатывать вкусовую информацию прямо на месте без необходимости передавать данные во внешние системы. Такая архитектура выгодно отличает новую разработку от предыдущих попыток создания искусственных определителей вкусов, которые были либо слишком громоздкими, либо не предназначены для работы во влажной среде.
Авторы проекта отмечают, что в будущем технология может быть использована для восстановления вкусового восприятия у людей, которые утратили его из-за инсульта, инфекций или нейродегенеративных заболеваний. Однако до практического применению еще далеко. Текущая версия устройства — это пока что лишь концепция, для ее использования в реальной жизни потребуется дальнейшая миниатюризация и оптимизация системы.
Ранее российские ученые тоже разработали «электронный язык», и у него есть своя особенная задача. Узнайте, зачем он нужен.
