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AI現在有味覺了！
近日，科學家研發出一種人工味覺系統，不僅感知酸、甜、苦、鹹準確率高達90%，甚至能分辨可樂和咖啡。
相關研究已發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS），並作為新聞報道登上了《Nature》官網。
這是一種基於石墨烯的AI感測器——GO-ISMD，能模擬人類的味覺反應，有望幫助神經疾病患者重獲“嘗味”的能力。
下面讓我們探究一下這個“電子舌頭”是怎麼來的？
基於石墨烯的“舌頭”
義大利那不勒斯佩加索大學的神經倫理學家Andrea Lavazza曾提出：
如果我們能讓一個人重新體驗到味覺，那將是一項巨大的成功。
如今，這一設想正藉助石墨烯材料逐步成為現實。
科學家們早已認識到，石墨烯作為化學感測器具有巨大潛力。
這種由碳原子構成的二維六邊形晶格不僅具備優異的電導性，還對各種分子極為敏感，為人工味覺系統的實現提供了理想的材料基礎。
最新研究顯示，科學家利用氧化石墨烯成功研製出一種新型味覺感測器。
氧化石墨烯作為石墨烯的衍生物，不僅保留了石墨烯的結構特性和優異效能，還同樣具有較大的表面積。
其獨特之處在於，當接觸不同化學物質時，材料的電導率會發生特異性變化。
這些變化可以被檢測，然後透過機器學習加以解讀，從而識別不同的味道並建立味覺“記憶”。
這類似於舌頭上的味覺感受器對不同化學物質產生神經訊號，隨後大腦處理這些訊號，完成味覺感知。
這種受生物啟發的神經形態人工味覺系統，採用在生理環境中重構的層狀氧化石墨烯（GO）膜構建而成。
該GO奈米流體裝置不僅具備味覺感測功能，還能作為憶阻器（一種具有記憶功能的電阻元件）工作，結合神經網路，實現對酸、苦、鹹、甜等味道的分類。
為了製造這種GO離子感測器（GO-ISMD），首先透過真空過濾製備GO膜，然後將GO膜轉移至帶有100奈米厚懸浮氮化矽（SiNx）視窗的矽基底上，該視窗區域設有36個直徑約為3微米的穿孔。
隨後在鹽溶液中使用資料採集卡（NI PCIe-6361）和低噪聲電流前置放大器（SR570）監測GO-ISMD的電學特性。
準確率可達90%
為了驗證此裝置的有效性，研究人員選取了四種代表不同味道的化學物質：酸（醋酸，CH₃COOH ）、苦（硫酸鎂，MgSO₄）、鹹（氯化鈉，NaCl）、甜（醋酸鉛，Pb(CH₃COO)₂ ）。
為簡化分類過程，他們將四分類問題拆解為四個獨立的二分類任務。每個模型用於判斷未知味道是否屬於該對應類別。
資料集被劃分為訓練集和測試集，分別包含160個訓練樣本和40個測試樣本。
在識別此前未接觸過的化學物質所代表的味道時，分類準確率最高可達約90%。
此外，該系統在識別複雜飲品（如咖啡、可樂及其混合物）方面同樣表現出優異效能，分類準確率高達92.3%。
Lavazza表示：
這一研究進展是“非常非常重要的一步”，有望幫助患有神經系統疾病的人恢復味覺。
參考連結：https://www.nature.com/articles/d41586-025-02158-w
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