ساخت نخستین «زبان مصنوعی» جهان با توانایی چشیدن طعم‌ها
دانشمندان با الهام از سازوکار زبان انسان، نخستین زبان مصنوعی جهان را ساخته‌اند که می‌تواند طعم‌ها را با دقت بالا تشخیص داده و در پزشکی، کنترل کیفیت غذا و پایش محیط زیست کاربرد گسترده‌ای داشته باشد.
دانشمندان برای نخستین بار در جهان دستگاهی ساخته‌اند که می‌تواند مانند زبان انسان، طعم‌ها را بچشد. فناوری پیشرفته‌ای که با تقلید سازوکارهای زیستی زبان انسان، فرآیند شناسایی و پردازش مزه‌ها را به صورت دقیق بازسازی می کند.
به نقل از لایو ساینس، این فناوری نوآورانه می تواند در آینده به توسعه سیستم‌های خودکار برای کنترل کیفیت مواد غذایی و تشخیص زودهنگام بیماری‌ها کمک کند. پژوهشگران معتقدند که این زبان مصنوعی می تواند در دستگاه‌های آزمایشگاهی برای برای تحلیل دقیق نمونه‌های مایع مورد استفاده قرار گیرد.
این زبان مصنوعی از غشاهای اکسید گرافن ساخته شده است؛ ورقه‌های فوق‌العاده نازکی از کربن که به‌عنوان فیلترهای مولکولی عمل کرده و با کاهش سرعت حرکت یون‌ها، امکان شناسایی و حفظ دقیق طعم‌ها را فراهم می‌کنند. این دستگاه در آزمایش های انجام شده توانست چهار طعم اصلی شیرین، ترش، شور و تلخ را با دقتی بین ۷۲.۵ تا ۸۷.۵ درصد تشخیص دهد. همچنین در تشخیص نوشیدنی‌های ترکیبی مانند قهوه و کوکاکولا توانست به دقت ۹۶ درصد دست پیدا کند.
این فناوری نوآورانه توانست سرعت حرکت یون‌ها را تا ۵۰۰ برابر کاهش دهد. این کاهش چشمگیر باعث می شود دستگاه بتواند هر طعم را به مدت ۱۴۰ ثانیه در حافظه نگه دارد و با تکرار بیشتر، تشخیص طعم‌ها دقیق‌تر و مطمئن‌تر عمل کند.
همچنین بخوانید: نانوذره پوشیده از قند، راهی تازه برای پیشگیری از کووید-۱۹
کاربردهای پزشکی و صنعتی زبان مصنوعی گرافنی
پروفسور یونگ یان یکی از نویسندگان این مقاله می گوید: « این دستگاه مانند دستگاه عصبی انسان، در همان محیط مایع که طعم‌ها حضور دارند، به‌طور همزمان طعم‌ها را حس کرده و اطلاعات را پردازش می‌کند.»
برخلاف فناوری‌های پیشین که پردازش داده‌ها را به کامپیوترهای خارجی واگذار می‌کردند، این دستگاه بخش عمده‌ای از پردازش را مستقیما در محیط مایع انجام می‌دهد. این قابلیت باعث می‌شود اطلاعات سریع‌تر و دقیق‌تر پردازش شود و دستگاه عملکردی نزدیک‌تر به حس طبیعی چشایی داشته باشد.
این زبان مصنوعی مواد شیمیایی موجود در مایع را به یون تبدیل می‌کند؛ سپس یون ها از کانال‌های بسیار باریک غشاهای کربنی عبور کرده و الگوهای خاصی ایجاد می کنند که هر کدام نشان دهنده یک طعم متفاوت است. دستگاه این الگوها را یاد می‌گیرد و با هر بار استفاده دقیق‌تر و سریع‌تر عمل می‌کند.
این فناوری در پزشکی کاربردهای گسترده‌ای دارد، از جمله تشخیص زودهنگام بیماری‌ها از طریق تحلیل طعم، ارزیابی تاثیر داروها و کمک به افرادی که به دلیل مشکلات عصبی یا سکته مغزی حس چشایی خود را از دست داده‌اند. این سیستم همچنین می‌تواند در کنترل کیفیت مواد غذایی، پایش منابع آب و حفظ محیط زیست به کار گرفته شود.
پروفسور یونگ یان می گوید با وجود پیشرفت های چشمگیر هنوز با چالش های زیادی از جمله حجم زیاد دستگاه، نیاز به افزایش حساسیت و کاهش مصرف انرژی روبرو هستیم. او معتقد است در ده سال آینده با توسعه سخت‌افزارهای نورومورفیک شاهد تحولات بزرگی در حوزه سلامت، رباتیک و پایش محیط زیست خواهیم بود.
منبع: فرارو
