6 月 24 日消息，根據(jù)外媒 IEEE Spectrum 報(bào)道，IBM 研究院開發(fā)了一種化學(xué)味覺感知工具 ——HyperTaste。該工具可以分析液體的化學(xué)成分，識(shí)別出不同液體的類型。
HyperTaste 可以自動(dòng)分析河流的水質(zhì)，追蹤環(huán)境的變化如何影響浮游生物的生長。除此之外，HyperTaste 還可以用來分辨液體來源、實(shí)施質(zhì)量檢測、識(shí)別假冒品牌。
一、模仿人類味覺，讓機(jī)器發(fā)揮味蕾的作用
帕特里克?魯奇（PatrickRuch）是 IBM 研究院的研究人員，也是發(fā)表 HyperTaste 原理論文的作者之一。他表示：“HyperTaste 的靈感來源于人工智能機(jī)器的研發(fā)原理，機(jī)器的圖像識(shí)別系統(tǒng)模仿了人類的視覺，智能語音系統(tǒng)模仿了人類的聽覺?！庇谑?，魯奇團(tuán)隊(duì)想通過技術(shù)模仿人類的味覺，用一系列傳感器代替人類舌頭的數(shù)千個(gè)味蕾分辨味道。
HyperTaste 有一個(gè)包含 16 個(gè)導(dǎo)電聚合物傳感器的組件。浸入溶液時(shí)，這些傳感器的電壓會(huì)發(fā)生改變。帕特里克?魯奇說：“如果把測試液體當(dāng)成電解液，這就與電池的工作原理很類似?！?/p>
▲ HyperTaste（白色設(shè)備）正從假酒和水中分辨出真正的杜松子酒
二、降低成本，讓液體識(shí)別技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室
HyperTaste 于 2019 年首次發(fā)布。在項(xiàng)目早期，它只能用于識(shí)別幾種特定的液體，它只能依靠人工手動(dòng)將傳感器陣列多次浸入不同的液體中，以此來收集反饋數(shù)據(jù)。后來，帕特里克?魯奇及其團(tuán)隊(duì)使用安裝了傳感器的機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)采樣，可以維持 24 小時(shí)不間斷的持續(xù)采樣工作。現(xiàn)在，HyperTaste 可以用于分析更復(fù)雜的液體。
HyperTaste 的傳感器陣列浸入液體后，會(huì)產(chǎn)生一系列該液體獨(dú)有的電壓信號(hào)。這些電壓信號(hào)就像這個(gè)液體獨(dú)特的身份 ID，所以也被稱為化學(xué)指紋（chemical fingerprint）。應(yīng)用程序采集這些化學(xué)指紋后會(huì)將它們傳輸?shù)皆品?wù)器，然后云服務(wù)器里的機(jī)器學(xué)習(xí)模型會(huì)把這些指紋信息與已知液體數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比。一兩分鐘之內(nèi)，液體的類型或性質(zhì)的識(shí)別結(jié)果就可以顯示在應(yīng)用程序上。
帕特里克?魯奇說：“這樣不僅節(jié)省了時(shí)間和成本，還加快了液體識(shí)別的測試過程。而且還降低了對測試環(huán)境的要求，讓這種測試可以在實(shí)驗(yàn)室外進(jìn)行?！?/p>
HyperTaste 的操作和原理看似簡單，實(shí)現(xiàn)起來卻并不容易。想達(dá)到預(yù)期功能，需要不同領(lǐng)域的專家跨界合作。HyperTaste 的開發(fā)團(tuán)隊(duì)由電化學(xué)家、材料學(xué)家、電氣工程師和軟件工程師組成，他們分別負(fù)責(zé) HyperTaste 的傳感原理、硬件組裝、科學(xué)數(shù)據(jù)部署等不同部分。帕特里克?魯奇說：“我們必須在團(tuán)隊(duì)中整合所有功能，并且找到一種通用語言，讓這些不同組件之間的接口和交接點(diǎn)相互匹配?！?/p>
三、Hyper Taste 有助 IBM 加速開發(fā)新材料
目前 HyperTaste 工具的應(yīng)用范圍主要分為四個(gè)部分：驗(yàn)證液體來源、識(shí)別假冒產(chǎn)品；實(shí)施質(zhì)量控制，確保飲料質(zhì)量的一致性；測試新的飲料，開發(fā)不同的口味和配方；檢測假酒。
除此之外，無人駕駛船五月花號(hào)上也搭載了電子舌頭 HyperTaste。帕特里克?魯奇表示，通過分析 HyperTaste 在航行過程中記錄的數(shù)據(jù)，可以表明 HyperTaste 能夠長期自主檢測海洋的化學(xué)成分，這或許有助改善全球海洋酸化問題。
帕特里克?魯奇說：“HyperTaste 工具可以對測量數(shù)據(jù)作出輔助解釋，這對于未來的實(shí)驗(yàn)室研究很有幫助。如果機(jī)器可以解釋測量液體的數(shù)據(jù)結(jié)果，那么機(jī)器人就有可能在實(shí)驗(yàn)室里自主合成化合物。”而這種合成化合物可以構(gòu)成新材料，加速 IBM 關(guān)于新材料的研發(fā)。
結(jié)語：降低液體識(shí)別成本，Hyper Taste 應(yīng)用領(lǐng)域廣闊
機(jī)器學(xué)習(xí)模仿人類味覺的方式為 HyperTaste 帶來靈感，這個(gè)工具可以根據(jù)獨(dú)特的化學(xué)指紋識(shí)別不同的液體。HyperTaste 降低了液體識(shí)別技術(shù)的成本，不用復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，人們可以在智能應(yīng)用上輕松查看檢測結(jié)果。
Hypertaste 可以在各種行業(yè)中發(fā)揮作用，例如食品、飲料、醫(yī)療保健和制藥行業(yè)。它可以識(shí)別出假冒品牌，對這些行業(yè)里的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測。
雖然 Hypertaste 可以借助一系列傳感器達(dá)到識(shí)別液體類型的目的，但是距離人類的味覺系統(tǒng)還相差得很遠(yuǎn)。人工智能技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)就是讓機(jī)器的所有功能都盡可能向人類逼近，從這個(gè)角度而言，Hypertaste 還有很長的路要走。
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