Нет, это не метафора — учёные создали устройство, которое различает вкусы почти так же точно, как человек.

Оно работает во влажной среде, использует ИИ и даже распознаёт новые вкусы, с которыми раньше не сталкивалось.

Зачем это нужно и как «язык из графена» может вернуть вкус людям?

Самый точный в мире искусственный язык имитирует вкус человека с помощью графена и ИИ

Интеграция сенсорики и вычислений в одном нанофлюидном устройстве приближает искусственные системы вкуса к практическому применению.

Учёные создали устройство на основе графена, способное различать вкусы с точностью, близкой к человеческой, — это важный шаг в сторону сближения искусственного восприятия с возможностями человека.

Система использует машинное обучение для интерпретации химических сигналов и классификации вкусов — даже тех, с которыми ранее не сталкивалась.

Главное отличие этого изобретения — способность работать во влажной среде, что впервые реализовано в искусственных вкусовых системах.

Это свойство позволяет устройству точнее моделировать работу настоящих вкусовых рецепторов во рту человека.

Распознавание вкуса в реальном времени

Устройство построено из слоёв окиси графена внутри нанофлюидной структуры. В отличие от прежних разработок, оно объединяет сенсорику и вычисления в единую платформу, что делает систему более интегрированной по сравнению с традиционными искусственными языками.

Окись графена, как и чистый графен, электрически реагирует на различные химические вещества.

Команда обучила сенсор на основе сигналов от 160 химических соединений, соответствующих распространённым вкусовым профилям.

Эти сигналы были поданы в алгоритм машинного обучения, который создал "память" о том, как каждый вкус изменяет проводимость материала.

Подход к обучению во многом повторяет то, как мозг человека обрабатывает сигналы от вкусовых рецепторов. Ранее считалось, что люди различают пять вкусов: сладкий, солёный, горький, кислый и умами. В 2023 году учёные добавили шестой вкус — хлорид аммония.

Искусственный язык сосредоточился на первых четырёх. Он распознавал знакомые вкусы с точностью около 98,5%, а при столкновении с 40 новыми — точность варьировалась от 75% до 90%.

Исследователи также обучили систему распознавать более сложные сочетания вкусов, включая те, что содержатся в кофе и коле.

Электрическое преимущество графена

Чистый графен впервые был выделен Андреем Геймом и Константином Новосёловым в 2004 году — за что они получили Нобелевскую премию по физике в 2010 году. Его структура из однослойных атомов углерода обладает уникальными электрическими, механическими и химическими свойствами.

Новый сенсор использует чувствительность окиси графена к химическим изменениям. Он фиксирует малейшие колебания проводимости при воздействии вкусовых соединений, что делает его особенно эффективным в распознавании вкусовых паттернов при поддержке ИИ.

«Эта система потенциально может в будущем восстановить вкусовое восприятие у людей, утративших его», — отмечают авторы. Потеря вкуса может быть вызвана инсультом, вирусными инфекциями или дегенеративными заболеваниями.

К практическому применению

Разработка решает ключевую проблему ранних искусственных языков — разделение сенсорики и обработки сигналов. У нового устройства единая структура, что позволяет быстрее и эффективнее интерпретировать вкусовые данные.