ابتكار أول لسان اصطناعي يحاكي التذوق البشري والحديث.. ما القصة؟
يعد هذا الابتكار محاكاة دقيقة لآلية عمل براعم التذوق لدى الإنسان، حيث تم نشر الدراسة في مجلة PNAS.. فما تفاصيل هذا الابتكار؟.
كيف يعمل اللسان الاصطناعي؟
يعتمد اللسان الاصطناعي على أغشية فائقة الرقة من أكسيد الغرافين، وهي صفائح كربونية تقوم بدور مرشحات جزيئية للنسخ الأيونية من النكهات. في حين أن المرشحات التقليدية تفصل الجسيمات الكبيرة، فإن هذه الأغشية تُبطئ حركة الأيونات، مما يمنح الجهاز القدرة على التعرف على النكهات وتخزينها في ذاكرته بعد تعرضه لها.
في التجارب، تمكن الجهاز من التعرف على أربع نكهات أساسية هي: الحلو، الحامض، المالح، والمر، بدقة تراوحت بين 72.5% و87.5%.
كما حقق الجهاز دقة تصل إلى 96% عند اختبار مشروبات متعددة النكهات مثل القهوة وكوكاكولا، مما يدل على فاعليته في تمييز المركبات الكيميائية المعقدة.
دمج الاستشعار ومعالجة المعلومات
تعتبر هذه المرة الأولى التي يتم فيها دمج خاصيتي الاستشعار ومعالجة المعلومات في وسط سائل واحد.
كانت أنظمة التذوق السابقة تعتمد على حواسيب خارجية لمعالجة البيانات، بينما يتعطل معظم المكونات الإلكترونية عند غمرها في السوائل. لكن الابتكار الجديد استخدم أغشية أكسيد الغرافين القادرة على أداء الوظيفتين وهي مغمورة في السائل.
تقوم الآلية على إذابة المركبات الكيميائية في السائل، حيث تتحلل إلى أيونات تمر عبر قنوات مجهرية داخل صفائح الكربون، أصغر آلاف المرات من سمك شعرة الإنسان.
هذه القنوات تخلق أنماط أيونية مميزة لكل نكهة، ويتعلم النظام هذه الأنماط تدريجياً مع تكرار الاستخدام، مما يحسن أداؤه في تمييز النكهات تماماً كما يتعلم الدماغ البشري التفرقة بين المذاقات المتشابهة.
ما أهمية اللسان الاصطناعي؟
يفتح هذا الابتكار آفاقاً واسعة لتطوير أنظمة آلية متقدمة لمراقبة سلامة الغذاء وكشف الأمراض مبكراً عبر التحليل الكيميائي.
كما يمكن دمجه في معدات المختبرات لتحليل العينات السائلة، وهو يمثل خطوة مهمة نحو الحوسبة العصبية، حيث تعكس أنظمة الذكاء الاصطناعي هذه آلية التعلم في الدماغ البشري مما يجعلها أكثر ذكاءً وقدرة على التكيف.
كما أكد الباحثون أن هذه التقنية تحمل إمكانات واسعة، بدءاً من الكشف المبكر عن الأمراض عبر تحليل النكهات البيوكيميائية، وصولاً إلى تحديد تأثيرات الأدوية، ومساعدة المرضى الذين فقدوا حاسة التذوق بسبب اضطرابات عصبية أو سكتات دماغية.
يمكن توظيف هذه التقنية أيضاً في تعزيز اختبارات سلامة الغذاء وضبط الجودة في صناعة المشروبات، فضلاً عن مراقبة جودة المياه عبر التعرف على النكهات الكيميائية المميزة.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
ليبانون 24
منذ 8 ساعات
- ليبانون 24
"سر مثير" عن "تخفي الطائرات".. تقريرٌ يعلنه
نشرت مجلة "ناشيونال إنترست" تقريراً جديداً تحدثت فيه عن قدرة الطائرات الأميركية على التخفي خلال تنفيذها العمليات الجوية. وأشار هاريسون كاس، الكاتب المتخصص بمجال الدفاع والأمن القومي، إلى أن نجاح تقنية التخفي تلعب دوراً أساسياً في تحديد مدى فعالية أداء الطائرة المقاتلة وقدرتها على تفادي الرادارات بما تتميز به من مزيج معقد من التصميم الهندسي الحديث ومواد ماصة للموجات الرادارية. وأوضح أن هذه المواد ليست مجرد طلاء عادي، بل مزيج معقد من الكربون والفريت والبوليمرات الموصلة، صُممت خصيصاً لامتصاص طاقة الرادار وتحويلها إلى حرارة أو تشتيتها بعيداً عن الطائرة، وهو ما يمنحها قدرة على التسلل في عمق أجواء الخصم لتنفيذ مهام الاستطلاع أو الضربات الدقيقة أو تدمير الدفاعات الجوية. وتعد تلك المواد أحد أسرار التفوق الجوي الأميركي، فيما بات التخفي أمراً حيوياً في الحروب الحديثة، حيث أصبحت أنظمة الدفاع الجوي متطورة بشكل ملحوظ، وقادرة على تحديد وتتبع وتدمير التهديدات الجوية من مسافات بعيدة. ولعل الاستخدام الأكثر شهرة للمواد الماصة كان في طائرة "لوكهيد إف-117 نايت هوك" وهي أول طائرة شبحية عاملة في العالم. مع هذا، فقد قال كلش إن المواد المشار إليها، تساعد الطائرة المقاتلة على تجنب رصدها عن طريق تقليل كمية طاقة الرادار التي تنعكس على رادار العدو، مما يزيد من قدرة الطائرة على البقاء أثناء العمليات التي تتم خلف خطوط العدو، مثل الاستطلاع أو الضربات العميقة أو ردع الدفاعات الجوية للعدو. وفي بعض الأحيان، يمكن تصنيع المواد الماصة للرادار مباشرة في هيكل الطائرة نفسها، من خلال المواد المختلطة المستخدمة في بناء جسم الطائرة.
المردة
منذ 13 ساعات
- المردة
علماء: بحلول منتصف القرن قد تختفي 20 بالمئة من الأراضي الرطبة في العالم
يشير علماء من جامعة تومسك إلى أنه بحلول عام 2050 قد تختفي نحو 20% من الأراضي الرطبة في العالم، وقد بدأوا بدراسة هذه النظم البيئية لإيجاد سبل للحفاظ عليها واستعادتها. تُعد الأراضي الرطبة من بين أكثر النظم البيئية قيمة، رغم كونها من أكثر النظم هشاشة على كوكب الأرض. ووفقا لأحدث تقرير صادر عن اتفاقية الأراضي الرطبة، فقدت البشرية منذ عام 1970 ما يقارب 22% من هذه الأراضي، أي ما يعادل 411 مليون هكتار. وإذا استمر هذا الاتجاه، فقد تختفي نحو 20% من الأراضي الرطبة المتبقية بحلول عام 2050. وبالطبع تثير هذه البيانات قلق العلماء، نظرا لدور الأراضي الرطبة الرئيسي في استقرار المناخ، والحفاظ على التنوع البيولوجي، وتوفير الموارد الحيوية. وتشمل الأراضي الرطبة المستنقعات والبحيرات والأنهار والخزانات المائية الاصطناعية، بالإضافة إلى المناطق الساحلية للبحار. وتشغل المستنقعات نحو 6% من سطح الأرض، لكنها تسهم بأكثر من 7.5% من الناتج المحلي الإجمالي العالمي. وتوفّر هذه النظم البيئية المياه النظيفة، وتحمي من الفيضانات، وتدعم الزراعة، وتمثل مخازن هائلة للكربون. غير أنها، بسبب تغيّر المناخ والنشاط البشري، تختفي بوتيرة أسرع من أي بيئة طبيعية أخرى. وتشير الدكتورة إيرينا فولكوفا، الأستاذة المشاركة في المعهد البيولوجي بجامعة تومسك، إلى أن المستنقعات تلعب دورا خاصا في تنظيم المناخ، إذ إنها قادرة على تراكم الكربون في رواسب الخث لآلاف السنين، وهي النوع الوحيد من البيئة الطبيعية الذي يبرّد المناخ العالمي باستمرار. وبالإضافة إلى ذلك، تحتوي المستنقعات على ضعف كمية الكربون التي تحتويها الغابات. وتكتسب المستنقعات الشاسعة في غرب سيبيريا أهمية خاصة، بما في ذلك مستنقع فاسيوغان الكبير، وهو أكبر حوض خث على الأرض. ويؤكد الخبراء أن الحفاظ على الأراضي الرطبة، إلى جانب كونها ضرورة بيئية، هو ضرورة اقتصادية أيضا. فاختفاؤها سيؤدي إلى زعزعة استقرار المناخ، وانخفاض احتياطيات المياه العذبة، وزيادة وتيرة الفيضانات الكارثية. لذلك يدعو العلماء إلى تعاون دولي في هذا المجال، وإلى توظيف الابتكارات العلمية في برامج واستراتيجيات حماية البيئة.
صدى البلد
منذ يوم واحد
- صدى البلد
ابتكار أول لسان اصطناعي يحاكي التذوق البشري والحديث.. ما القصة؟
في خطوة ثورية نحو تطوير أنظمة ذكاء اصطناعي أكثر تقدماً، نجح فريق من العلماء في ابتكار أول لسان اصطناعي قادر على استشعار وتمييز النكهات في البيئات السائلة. يعد هذا الابتكار محاكاة دقيقة لآلية عمل براعم التذوق لدى الإنسان، حيث تم نشر الدراسة في مجلة PNAS.. فما تفاصيل هذا الابتكار؟. كيف يعمل اللسان الاصطناعي؟ يعتمد اللسان الاصطناعي على أغشية فائقة الرقة من أكسيد الغرافين، وهي صفائح كربونية تقوم بدور مرشحات جزيئية للنسخ الأيونية من النكهات. في حين أن المرشحات التقليدية تفصل الجسيمات الكبيرة، فإن هذه الأغشية تُبطئ حركة الأيونات، مما يمنح الجهاز القدرة على التعرف على النكهات وتخزينها في ذاكرته بعد تعرضه لها. في التجارب، تمكن الجهاز من التعرف على أربع نكهات أساسية هي: الحلو، الحامض، المالح، والمر، بدقة تراوحت بين 72.5% و87.5%. كما حقق الجهاز دقة تصل إلى 96% عند اختبار مشروبات متعددة النكهات مثل القهوة وكوكاكولا، مما يدل على فاعليته في تمييز المركبات الكيميائية المعقدة. دمج الاستشعار ومعالجة المعلومات تعتبر هذه المرة الأولى التي يتم فيها دمج خاصيتي الاستشعار ومعالجة المعلومات في وسط سائل واحد. كانت أنظمة التذوق السابقة تعتمد على حواسيب خارجية لمعالجة البيانات، بينما يتعطل معظم المكونات الإلكترونية عند غمرها في السوائل. لكن الابتكار الجديد استخدم أغشية أكسيد الغرافين القادرة على أداء الوظيفتين وهي مغمورة في السائل. تقوم الآلية على إذابة المركبات الكيميائية في السائل، حيث تتحلل إلى أيونات تمر عبر قنوات مجهرية داخل صفائح الكربون، أصغر آلاف المرات من سمك شعرة الإنسان. هذه القنوات تخلق أنماط أيونية مميزة لكل نكهة، ويتعلم النظام هذه الأنماط تدريجياً مع تكرار الاستخدام، مما يحسن أداؤه في تمييز النكهات تماماً كما يتعلم الدماغ البشري التفرقة بين المذاقات المتشابهة. ما أهمية اللسان الاصطناعي؟ يفتح هذا الابتكار آفاقاً واسعة لتطوير أنظمة آلية متقدمة لمراقبة سلامة الغذاء وكشف الأمراض مبكراً عبر التحليل الكيميائي. كما يمكن دمجه في معدات المختبرات لتحليل العينات السائلة، وهو يمثل خطوة مهمة نحو الحوسبة العصبية، حيث تعكس أنظمة الذكاء الاصطناعي هذه آلية التعلم في الدماغ البشري مما يجعلها أكثر ذكاءً وقدرة على التكيف. كما أكد الباحثون أن هذه التقنية تحمل إمكانات واسعة، بدءاً من الكشف المبكر عن الأمراض عبر تحليل النكهات البيوكيميائية، وصولاً إلى تحديد تأثيرات الأدوية، ومساعدة المرضى الذين فقدوا حاسة التذوق بسبب اضطرابات عصبية أو سكتات دماغية. يمكن توظيف هذه التقنية أيضاً في تعزيز اختبارات سلامة الغذاء وضبط الجودة في صناعة المشروبات، فضلاً عن مراقبة جودة المياه عبر التعرف على النكهات الكيميائية المميزة.
