اللسان الاصطناعي الأكثر دقة في العالم يحاكي التذوق البشري باستخدام الذكاء الاصطناعي

ابتكر علماء جهازًا يعتمد على الجرافين قادرًا على التذوق بدقة تقارب التذوق البشري، في خطوة تعزز من قدرات الاستشعار الاصطناعي وتقربها من الحواس الإنسانية. يستخدم الجهاز تقنيات التعلم الآلي لتفسير الإشارات الكيميائية وتصنيف النكهات، بما في ذلك نكهات لم يتم التعرف عليها سابقًا. وتتميّز هذه التقنية بأنها قادرة على العمل في ظروف رطبة، مما يحاكي بشكل أفضل آلية عمل براعم التذوق في الفم.

تم تصنيع الجهاز من طبقات أكسيد الجرافين مدمجة داخل هيكل نانوي مائع. على عكس المحاولات السابقة، يجمع هذا الجهاز بين الاستشعار والمعالجة على منصة واحدة، مما يجعله أكثر تكاملاً من الألسنة الاصطناعية التقليدية. ويتفاعل أكسيد الجرافين كهربائيًا عند ملامسته لمواد كيميائية مختلفة، وهو ما يساعد على استشعار النكهات بدقة.

### التقنية وخوارزمية التعلم الآلي

دُرّب المستشعر على إشارات مستخلصة من 160 مادة كيميائية مرتبطة بأنماط نكهات شائعة. تم إدخال هذه الإشارات في خوارزمية تعلم آلي بنت ذاكرة تفسر كيفية تأثير كل نكهة على موصلية المادة، محاكاةً لعمل الدماغ في معالجة الإشارات القادمة من براعم التذوق.

يُذكر أن التعرف البشري التقليدي على النكهات كان محدودًا بخمس نكهات رئيسية هي الحلو والمالح والمر والحامض والأومامي. وفي عام 2023، أضاف العلماء نكهة سادسة وهي كلوريد الأمونيوم.

### دقة التعرف على النكهات

ركز الجهاز بشكل خاص على النكهات الأساسية الأربعة الأولى، وحقق دقة في التعرف بنحو 98.5%. وعند تعريفه بـ 40 نكهة جديدة، تراوحت الدقة بين 75% و90%. كما تم تدريبه على تمييز تراكيب أكثر تعقيدًا مثل تلك الموجودة في القهوة والكولا.

يُذكر أن الجرافين النقي تم عزله لأول مرة عام 2004 بواسطة أندريه جيم وكوستا نوفوسلوف، ونال الباحثان جائزة نوبل في الفيزياء عام 2010. ويمتاز الجرافين ببنية شبكية من ذرات الكربون تمنحه خصائص كهربائية وميكانيكية وكيميائية فريدة.

### إمكانيات الاستشعار والفوائد الطبية

يستفيد الجهاز من حساسية أكسيد الجرافين للتغيرات الكيميائية، حيث يكتشف فروقًا دقيقة في الموصلية عند تعرضه لمركبات النكهات. ويُعد هذا الجهاز فعالًا جدًا في التعرف على الأنماط عند دمجه مع التعلم الآلي.

أكد الباحثون أن هذا النظام قد يساهم في استعادة حاسة التذوق لدى الأشخاص الذين فقدوها نتيجة الإصابة بسكتة دماغية أو عدوى فيروسية أو أمراض تنكسية.

### التحديات الحالية وخطط المستقبل

يعالج الجهاز مشكلة فصل الاستشعار عن المعالجة الموجودة في الأنظمة السابقة، من خلال هيكل موحد يمكنه تفسير بيانات التذوق بسرعة وكفاءة أعلى.

رغم ذلك، ما زال الجهاز في مرحلة الاختبار ويحتاج إلى تقليل حجمه واستهلاكه للطاقة ليصبح مناسبًا للاستخدام الطبي أو الاستهلاكي.

يخطط الباحثون للتركيز على تطوير نسخ مصغرة وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. وإذا نجح هذا المستشعر، فمن الممكن أن تُستخدم تقنياته في مجالات أخرى مثل سلامة الأغذية، ومراقبة الجودة، والروبوتات التي تتطلب قدرة على التعرف الذكي على الطعم.

—

### ملخص المواصفات الرئيسية للجهاز:

– يعتمد على أكسيد الجرافين وبنية نانوية سائلة
– يجمع بين الاستشعار والمعالجة على منصة واحدة
– يستخدم خوارزمية تعلم آلي لتحليل الإشارات الكيميائية
– يعترف بـ 160 مادة كيميائية وأنماط نكهات شائعة
– دقة التعرف على النكهات الأساسية حوالي 98.5%
– قادر على العمل في ظروف رطبة مماثلة للبيئة الفموية
– التكنولوجيا ما زالت في مراحل تطوير للاستخدام العملي
– إمكانات مستقبلية في مجالات الرعاية الصحية وصناعة الأغذية والروبوتات