Čínský tým naučil svůj umělý jazyk z oxidu grafenu rozeznávat chutě s pomocí strojového učení.
Oxid grafenu, podobně jako samotný grafen, podléhá změnám elektrické vodivosti, pokud je vystaven různým chemikáliím. Čínský výzkumný tým toho využil a vyvinul nový typ senzoru, který je založen na oxidu grafenu. Toto zařízení je vybaveno algoritmy strojového učení a s jejich pomocí dosahuje takřka lidské schopnosti chuti.
Zařízení tvoří více vrstev oxidu grafenu, které jsou umístěny v nanokapalinovém zařízení. Jde o první přístroj svého druhu, který může pracovat ve vlhkém prostředí. Tím se blíží funkci lidského jazyka v lidských ústech.
Badatelé nejprve vystavili „jazyk“ z oxidu grafenu vzorkům 160 různých chemických látek, z nichž každá má svůj specifický profil chutí. Umělá inteligence „jazyka“ si poté vytvořila paměť na chutě. Tento proces učení je obdobou toho, jak lidský mozek vnímá signály z našich chuťových pohárků, které reagují na různé chemické látky, jež se dostanou do úst.
Odborníci dlouho předpokládali, že lidé dovedou svými smysly rozeznat pět chutí: sladkou, slanou, hořkou, kyselou a chuť umami. V roce 2013 k nim přibyla šestá chuť, kterou představuje chlorid amonný.
Čínský tým naučil svůj jazyk z oxidu grafenu rozeznávat čtyři základní chutě, tedy sladkou, slanou, hořkou a kyselou. Když potom jazyk testovali v experimentech, dokázal rozeznat tyto chutě v již známých vzorcích s přesností zhruba 98,5 %. Při zkoumání chutí v neznámých vzorcích dosahoval úspěšnosti 75 až 90 %.
Technologie je zatím ještě v plenkách a není ani zatím příliš praktická. Časem by ale mohla pomáhat lidem, kteří ztratili chuť, ať už kvůli mrtvici, infekci, nebo třeba neurodegenerativnímu onemocnění.
Schémata chuťových systémů založených na biologickém a grafen-oxidovém iontovém senzorickém memristivním zařízení (GO-ISMD). V biologickém chuťovém systému chemické podněty nejprve spouštějí elektrické reakce prostřednictvím různých chuťových receptorových buněk rozmístěných na jazyku. Tyto elektrické potenciály jsou následně kódovány a přenášeny nervy do mozkových kortikálních neuronů pro zpracování a rozpoznání chuti. V systému založeném na GO-ISMD jsou senzorické signály generované krmením různými příchutěmi solného roztoku nejprve kódovány a poté importovány do dynamického výpočetního systému s rezervoárem založeného na GO-ISMD pro zpracování a vnímání.
© PNAS / Yuchun Zhang a kol. (CC 4.0)