علماء أمريكيون يطورون “لسانًا إلكترونيًا” مدعومًا بالذكاء الاصطناعي

طور باحثون في جامعة بنسلفانيا الأمريكية “لسانًا إلكترونيًا”، وهو جهاز مدعوم بالذكاء الاصطناعي (AI)، يُمكنه تمييز أنواع القهوة المختلفة والكشف عن مدى قرب انتهاء صلاحية الطعام أو الشراب، وفق ما نشرته مجلة “Nature“.

لصنع هذا اللسان، استخدم الباحثون ترانزستور تأثير المجال الحسّاس للأيونات (جهاز يكتشف الأيونات الكيميائية)، حيث تجمع مستشعراته معلومات عن الأيونات في السائل وتحولها إلى إشارة كهربائية يُمكن للكمبيوتر تفسيرها.

قال ساتبارشي داس، مهندس في جامعة بنسلفانيا وواحد من مؤلفي الدراسة: “نحاول صنع لسان صناعي.. لدينا اللسان نفسه، الذي يحتوي على مستقبلات للذوق تتفاعل مع أنواع الطعام وترسل معلوماتها إلى القشرة الشمية — شبكة عصبية بيولوجية”.

في النظام الجديد، يعمل المستشعر كلسان، بينما يلعب الذكاء الاصطناعي دور القشرة الشمية، المنطقة المسؤولة عن إدراك الطعم.

ربط الفريق المستشعر الجديد بشبكة عصبية اصطناعية، ضمن برنامج تعلم آلي يحاكي طريقة معالجة المعلومات في الدماغ البشري، لمعالجة البيانات التي جمعها المستشعر.

في البداية، قدم داس وزملاؤه للشبكة العصبية مجموعة من المعايير لاستخدامها عند تحديد مدى حموضة سائل معين. وباستخدام تلك المعايير، تمكنت الشبكة العصبية من تحديد الحموضة بدقة تصل إلى حوالي 91%. وعندما سمحوا للشبكة العصبية بتحديد معاييرها الخاصة، تحسنت دقتها إلى أكثر من 95%.

ثم اختبروا الجهاز على مشروبات حقيقية، حيث تمكن النظام من التمييز بين مشروبات غازية مشابهة أو أنواع قهوة، وتقييم ما إذا كان الحليب مخففًا، وتحديد متى يصبح عصير الفاكهة غير صالح، والكشف عن المواد الكيميائية الضارة المعروفة باسم PFAS في الماء.

باستخدام طريقة تحليل تسمى “تفسيرات شابلية التراكمية”، تمكن الباحثون من تحديد المعايير التي اعتبرتها الشبكة العصبية الأكثر أهمية في الوصول إلى استنتاجاتها. هذه الطريقة يمكن أن تساعد العلماء في فهم كيفية اتخاذ الشبكات العصبية للقرارات، وهو سؤال مفتوح في أبحاث الذكاء الاصطناعي، وفقًا للفريق.

قال داس: “وجدنا أن الشبكة تركز على خصائص أكثر دقة في البيانات — أشياء نكافح كالبشر لتعريفها بشكل صحيح”. وأضاف: “ولأن الشبكة العصبية تأخذ في الاعتبار خصائص المستشعر بشكل كلي، فإنها تقلل من التغيرات التي قد تحدث من يوم لآخر”.