První umělý jazyk, který dokáže vnímat, ochutnávat a učit se

Sdílet

Tento úspěch by podle čínských vědců mohl vést k automatizovaným systémům pro bezpečnost potravin a včasné odhalování nemocí pomocí chemické analýzy. Technologie ‘umělého jazyka’ na bázi membrán z oxidu grafenu, …

ChatGPT Image 14. 8. 2025 12_41_54

Zdroj: Volty

Tento úspěch by podle čínských vědců mohl vést k automatizovaným systémům pro bezpečnost potravin a včasné odhalování nemocí pomocí chemické analýzy. Technologie 'umělého jazyka' na bázi membrán z oxidu grafenu, ultratenkých vrstev uhlíku, které fungují jako molekulární filtry pro iontové verze chutí, by také mohla být integrována do laboratorního vybavení pro chemickou analýzu tekutých vzorků. Membrány zpomalují pohyb iontů, což umožňuje zařízení identifikovat a zapamatovat si chutě vložené do zařízení.

Vědci to také považují za krok směrem k „neuromorfnímu výpočtu“ – systémům umělé inteligence, které napodobují proces učení mozku. V nové studii zařízení identifikovalo čtyři základní chutě – sladkou, kyselou, slanou a hořkou – s přesností 72,5 % až 87,5 % a s přesností 96 % u nápojů s více chuťovými profily, jako je káva a Coca-Cola. Vyšší přesnost je dána elektrickým složením komplexních směsí nápojů, které systému usnadňuje jejich identifikaci. Podle studie je to poprvé, co se výzkumníkům podařilo úspěšně kombinovat snímání a zpracování informací v jediném mokrém systému.

Předchozí degustační systémy zpracovávaly všechny informace na externích počítačových systémech, ale nový systém provádí veškeré snímání a velkou část zpracování dat v kapalině. Tento primárně kapalný přístup umožňuje větší přesnost, protože umožňuje zpracování chutí v jejich přirozeném iontovém stavu, namísto jejich převodu tak, aby vyhovovaly zpracování suchými systémy.

Vzhledem k tomu, že tradiční elektronické komponenty v kapalině nefungují správně, museli vědci oddělit funkce snímání a zpracování. Tento průlom překonává toto omezení použitím membrán z oxidu grafenu, které mohou detekovat a provádět většinu zpracování informací ponořených v kapalině.

Umělý jazyk funguje tak, že rozpouští chemické sloučeniny v kapalině, které se pak rozkládají na ionty. Ionty procházejí vrstvami speciálních uhlíkových listů, které vytvářejí neuvěřitelně malé kanálky tisíckrát tenčí než lidský vlas.

To umožňuje iontům vytvářet jedinečné vzory, které signalizují, jakou chuť původní chemická sloučenina představuje. Systém se pak tento vzor „naučí“ a při dalším používání se stává přesnější v identifikaci chutí. Klíčová inovace spočívá v tom, jak vědci zpomalili pohyb iontů kanály – na 500krát pomalejší než je normální rychlost. Toto zpomalení dalo systému čas „zapamatovat si“ každou chuť, se kterou se setkal, přičemž vzpomínky trvaly přibližně 140 sekund namísto pouhých milisekund, v závislosti na tloušťce membrány.

Systém postupně buduje paměť, podobně jako se náš mozek učí rozlišovat chutě. S každým vystavením se systém zlepšuje v rozlišování podobných chutí. Tato technologie by mohla umožnit včasnou detekci nemocí prostřednictvím analýzy chuti, pomoci identifikovat účinky léků a pomáhat lidem, kteří ztratili chuťové vnímání v důsledku neurologického onemocnění nebo cévní mozkové příhody.

Umělý jazyk také může pomoci zlepšit testování bezpečnosti potravin, kontrolu kvality při výrobě nápojů a monitorování životního prostředí v oblasti zásobování vodou. Toho by mohlo být dosaženo pomocí identifikace specifických chutí ve vzorcích.