המצאה של הלשון הראשונה של אינטליגנציה מלאכותית

סאדנואס - צוות של מדענים הצליח להמציא את הלשון המלאכותית הראשונה היכולה לחוש ולבדוק טעמים בסביבות נוזליות, בהדמיה מדויקת למנגנון הפעולה של כינויי הטעמים אצל בני אדם.

 

על פי מחקר שפורסם במגזין PNAS, המצאה זו פותחת אופקים רחבים לפיתוח מערכות אוטומטיות מתקדמות למעקב אחרי בטיחות המזון ולגילוי מוקדם של מחלות באמצעות ניתוח כימי, וניתן לשלב אותה בציוד של מעבדות לניתוח דגימות נוזליות, והיא מהווה צעד חשוב לכיוון חישוביות עצבית, כלומר מערכות של אינטליגנציה מלאכותית המדמות את מנגנון הלימוד במוח האנושי.

זיהוי ארבעה טעמים

הלשון המלאכותית מתבססת על ממברנות דקיקות מאוד של תחמוצת גרפין, שהן לוחות פחמן הפועלים כמסננים מולקולריים להעתקות יוניות של טעמים.

בניגוד למסננים המסורתיים שמפרידים בין חלקיקים גדולים, ממברנות אלו מאטות את תנועת האיונים, מה שמקנה למכשיר את היכולת לזהות טעמים ולשמור אותם בזיכרון שלו לאחר חשיפתו אליהם.

במהלך ניסויים, הצליח המכשיר לזהות ארבעה טעמים בסיסיים, שהם מתוק, חמוץ, מלוח ומר, ברמת דיוק שנעה בין 72.5% ל-87.5%, כאשר הדייקנות הגיעה ל-96% בעת בדיקת משקאות עם טעמים מרובים כמו קפה וקוקה קולה, שכן המבנה הכימי המורכב שלהם מקל על מערכת ההבחנה.

חישה ועיבוד מידע

זוהי הפעם הראשונה שבה משולבים תכונות החישה ועיבוד המידע בסביבה נוזלית אחת, שכן מערכות הטעימה הקודמות התבססו על מחשבים חיצוניים לעיבוד הנתונים, בעוד שרוב הרכיבים האלקטרוניים משבשים כאשר הם טובלים בנוזלים, דבר שהכתיב הפרדת פונקציות החישה מעיבוד המידע.

ההמצאה החדשה התגברה על מכשול זה באמצעות שימוש בממברנות תחמוצת גרפין המסוגלות לבצע את שתי הפונקציות בעודן טובלות בנוזל.

מנגנון הפעולה מבוסס על המסת תרכובות כימיות בנוזל, שבהן מתפרקות לאיונים העוברים דרך ערוצים מיקרוסקופיים בתוך הלוחות הפחמניים, שהם קטנים אלפי פעמים מעובי שערת אדם.

ערוצים אלה יוצרים דוגמאות יוניות ייחודיות לכל טעם, והמערכת לומדת את הדוגמאות הללו בהדרגה עם חזרת השימוש, כך שהיא משפרת את ביצועה בהבחנה בין טעמים בדיוק כפי שלומד המוח האנושי להבחין בין טעמים דומים.

גילוי מוקדם של מחלות

החוקרים אישרו שהטכנולוגיה הזו נושאת פוטנציאל רחב, החל מגילוי מוקדם של מחלות באמצעות ניתוח טעמים ביוכימיים ועד לקביעת השפעות תרופות, וסיוע למטופלים שאיבדו את חוש הטעם בעקבות הפרעות עצביות או שבץ מוחי.

כמו כן, ניתן לנצל אותה לשיפור בדיקות בטיחות מזון ובקרת איכות בתעשיית המשקאות, ולנטר איכות מים באמצעות זיהוי טעמים כימיים ייחודיים.

יאונג יאן, פרופסור לכימיה במרכז הלאומי למדעים וטכנולוגיות ננו בסין ואחד ממחברי המחקר, אמר שהגילוי הזה מציע מודל חדש לעיצוב מכשירים יוניים בהשראת הטבע, המסוגלים לפעול בסביבות נוזליות לחוש את סביבתם ולעבד מידע בו זמנית, בדיוק כפי שעושה המערכת העצמית האנושית.