Az, hogy érezzük a különféle ízeket, a nyelvünkön lévő sok ezer ízlelőbimbónak köszönhető. Az viszont kemény diónak bizonyult (eddig), hogy olyan eszközt fejlesszenek, amelyik leutánozza az ember egyik legszemélyesebb érzékszervét, a nyelvét. Voltak persze részleges megoldások, például a hamisított viszkit felismerő „nyelv”, azonban csak most sikerült valóban digitalizálni ezt a fajta érzékelést.
A pekingi Nemzeti Nanotudományi és Technológiai Központ kutatói egy grafén-oxid nyelvet fejlesztettek, egy olyan neuromorf eszközt, amelynek réteges membránjai nemcsak az oldatban lévő vegyi anyagokat érzékelik, hanem közvetlenül fel is dolgozzák a jeleket, tükrözve a biológiai ízlelőbimbók és az idegsejtek együttműködését – magyarázza a New Atlas.
A legtöbb, szilárdtest elektronikából épített mesterséges érzékszervvel ellentétben az ízlelésnek folyadékban kell működnie, ahol elektronok helyett ionok hordozzák a jelet. Az eszköz speciális csatornáin belül az ionok olyan folyamatokon mennek keresztül, amelyek lelassítják a mozgásukat, és memóriaszerű elektromos válaszokat váltanak ki. Ez az illékony rövid távú memória lehetővé teszi, hogy ugyanaz az alkatrész nedves, fiziológiás környezetben érzékelje a vegyi anyagokat és érzékelőn belüli számításokat is végezzen.
„A rendszer három fő összetevőből áll, egy érzékelő bemenetből, egy rezervoár (gyűjtőtartály) rétegből és egy egyrétegű, teljesen összekapcsolt neurális hálózatból. A jeleket a rezervoár réteg dolgozza fel, amely egyedi digitális mintákká alakítja őket. Ezeket a mintákat betáplálja az egyrétegű neurális hálózatba” – magyarázta az eszköz működési elvét az egyik ötletgazda, Yon Yang a New Atlasnak küldött e-mailben.
A gyakorlatban ez úgy valósul meg, hogy az érzékelő modul érzékeli az ízeket, és elektromos jelekké alakítja azokat, mielőtt azok elérnék a rezervoár réteget. A neurális hálózatot ezután egy számítógépen betanítják, hogy felismerje ezeket a digitális mintákat, és mentse el a kulcsfontosságú paramétereket, így gyakorlatilag emlékképek alakulnak ki a különböző ízekről, amelyeket később elő lehet hívhat. A neurális hálózatba betáplált jelek körülbelül 98,5 százalékos pontosságot értek el az ízek megkülönböztetésében, és még az olyan italok esetében is kiválóan teljesítettek, mint a kávé, a kóla és ezek keverékei.
Azt a kutatók is hangsúlyozták, hogy egyelőre csak egy koncepcióbizonyításról van szó, a kísérleti berendezés meglehetősen méretes és sok energia kell a működtetéséhez. A továbbiakban miniatürizálásra és áramköri integrációra lesz még szükség. Azzal viszont, hogy egyetlen vizes eszközben kombinálták az érzékelést és a számítástechnikát, a grafén-oxid rendszer fontos alappá válhat a biomimetikus ízlelés és a neuromorfológiai tervezés terén.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
