Язык, но не для слов: учёные создали электронный датчик вкусов

Инновационный электронный язык нужен для того, чтобы компьютером постичь вкус пищи. Исследователи из Университета штата Пенсильвания говорят, что достигли успеха в совмещении искусственного интеллекта (ИИ) и эмоционального интеллекта, который различает на вкус приятное и не очень. Научную работу можно назвать прорывом, потому что прочие модели ИИ в основном не подразумевают нюансы эмоционального интеллекта.


Первый автор достижения — Саптарши Дас, профессор инженерных наук и механики в Пенсильванском госуниверситете. Он рассказал, что главной целью было привнести в ИИ эмоциональную составляющую. Ощущения — это широкая область исследований, в том числе относящаяся к психологии. Однако компьютерным инженерам для творчества важны математические модели и наборы данных. А за человеком гораздо легче наблюдать, чем измерить многое с ним связанное, а уж воспроизвести какие-то его черты и чувства — и вовсе пока невозможно. Впрочем, не все: исследователи разработали электронный датчик, который может распознать сладкое и солёное.

Пищевые привычки — яркий пример эмоционального интеллекта. Если голод — физиологическое побуждение поесть, то на выбор еды влияют уже чувства. Как объяснил Дас, даже сытый бывает подвержен психологическому побуждению отведать сладкого вместо, допустим, мясного.

Исследователи обратили своё пристальное внимание на человеческий язык. Он преобразует химические данные в электрические сигналы, которые поступают во вкусовую кору. В этой структуре мозга нейронные сети и создают наше восприятие вкуса. Чтобы имитировать природное, учёные и разработали электронный язык.


— Субир Гош, соавтор исследования.

Для его создания, чтобы обнаруживать химические молекулы, применили два основных материала: так называемые хемитранзисторы из графена и мемтранзисторы из дисульфида молибдена. Созданная на их основе «электронная вкусовая кора» сочетает в себе то, что условно назвали «нейроном голода», «нейроном аппетита» и «цепью питания».

Соавтор исследования Эндрю Панноне пояснил, что графен — это прекрасный химический датчик. Но он сам по себе не подходит для имитации работы мозга. Вот почему понадобился дисульфид молибдена, который также является полупроводником. Объединив оба наноматериала, изобретатели задействовали сильные стороны каждого из них в единой схеме, сымитировав систему восприятия вкуса.

Только лишь вкус солёного — не предел для новой технологи. Её можно настроить на распознавание всех базовых вкусовых профилей: сладкое, солёное и даже умами, так называемый «пятый вкус» высокобелковой пищи, в словесном смысле исконно понятный жителям стран Дальнего Востока.

Вероятная польза от изобретённого анализатора вкуса — от разработанных ИИ диет на основе потребительских пожеланий до индивидуальных блюд в общепите. А ближайшая цель команды — расширить возможности электронного «вкусового сосочка».

Саптарши Дас рассказал, что они с коллегами пытаются создать массивы графеновых устройств, имитирующих около 10 тыс. рецепторов вкуса. Именно ими богата поверхность человеческого языка, и каждый работает немного по-своему, отчего людям свойственно воспринимать те или иные вкусовые нюансы. Дас привёл интересующий его живой образец — это способность натренировать свой орган вкуса так, чтобы дегустировать вина. То есть учёный мысленно дерзает в итоге довести электронное совершенство до появления системы ИИ, которую можно «натаскать» до уровня профессионального «виночерпия».

Что касается «железа», то исследователи будут стремиться совместить электронный язык и вкусовую схему в один чип. И помимо вкуса они планируют включить в свою технологию прочие органы чувств, чтобы создать более целостную систему ИИ.