Tikriausiai kada nors susimąstėte, ar įmanoma, kad aparatas be eksperto paragauti vyno ar nustatyti medaus autentiškumą. Štai čia ir praverčia elektroninis liežuvis – technologinė pažanga, kuria siekiama imituoti žmogaus skonio pojūtį, kad būtų galima visiškai objektyviai ir skaitmeniniu būdu analizuoti skysčius.
Ši sistema neapsiriboja paprastu matavimu, naudodama daugybę pažangių jutiklių , kad sukurtų savotišką cheminį pirštų atspaudą bet kuriam mėginiui. Taigi, tai, kas anksčiau priklausė nuo (kartais subjektyvaus) degustuotojo sprendimo, dabar gali būti apdorota naudojant galingus algoritmus, leidžiančius įmonėms ir laboratorijoms vykdyti daug griežtesnę ir nuoseklesnę kokybės kontrolę .
Iš ko tiksliai susideda ši sistema?
Iš esmės kalbame apie prietaisą, skirtą sudėtingiems skystiems mišiniams klasifikuoti. Skirtingai nuo tradicinių metodų, šis prietaisas neieško izoliuoto komponento, o generuoja išsamų cheminės informacijos atsaką . Tam pasiekti naudojami elektrodai (pvz., auksas, platina arba grafitas-epoksidinė derva), kurie sąveikauja su mėginiu ir paverčia molekulines reakcijas apdorojamomis elektrinėmis signalais.
Vienas iš jos privalumų yra gebėjimas imituoti žmogaus smegenų mokymosi procesą naudojant dirbtinius neuroninius tinklus ir matematinius algoritmus. Tai labai svarbu, nes norint, kad sistema išmoktų atskirti medžiagas, reikia didžiulio kiekio duomenų, o šio proceso automatizavimas sutaupo daug laiko ir pinigų, skirtų žmogiškiesiems ištekliams.
Žingsnis po žingsnio veikimo procesas
Kad elektroninė kalba duotų patikimą rezultatą, ji turi eiti labai struktūrizuotu keliu:
- Fiksavimas naudojant jutiklius: Elektrodai liečiasi su skysčiu ir registruoja tiesioginius cheminius pokyčius.
- Signalo konvertavimas: Aparatinė įranga tą cheminę reakciją paverčia struktūrizuotais skaitmeniniais duomenimis.
- Modelio analizė: Programinė įranga naudoja tokius įrankius kaip PCA (pagrindinių komponentų analizė) arba dirbtinis intelektas, kad palygintų imtį su jau patvirtintomis duomenų bazėmis.
- Kalibravimas ir mokymai: Kitaip nei mes, šis aparatas neturi asmeninių skonių ar emocijų, todėl norint, kad jis būtų tikslus, reikia daug išankstinių mokymų.
Realaus pasaulio taikymas ir dabartinė nauda
Šis išradimas yra ne tik teorinis; jis jau naudojamas įvairiuose sektoriuose, siekiant pagerinti veiklos efektyvumą . Maisto pramonėje tai yra pagrindinė priemonė, padedanti aptikti sukčiavimą brangiuose produktuose, tokiuose kaip putojantis vynas, alus ir šafranas, užtikrinant, kad nebūtų falsifikatų. Jis taip pat labai svarbus vertinant produktų šviežumą ir galiojimo laiką , siekiant užkirsti kelią sugadintoms prekėms pasiekti vartotoją.
Sveikatos priežiūros sektoriuje kuriamos sistemos, galinčios analizuoti biologinius skysčius, kad būtų galima anksti nustatyti sudėtingas medicinines būkles . Pavyzdžiui, sukurti prietaisai, kurie vienu metu gali stebėtinai tiksliai kiekybiškai nustatyti šlapimo rūgšties, paracetamolio ir askorbo rūgšties kiekį, o anksčiau tam reikėjo itin brangių metodų.
Žymūs pavyzdžiai technologijų priešakyje
Kelios institucijos šioje srityje žengia į priekį. Pensilvanijos valstijos universitetas sukūrė grafeno pagrindu veikiantį dirbtinio intelekto modelį maisto gedimui aptikti. Tuo tarpu IBM sukūrė „Hypertaste“ sistemą, kuri leidžia atlikti greitą ir nešiojamą analizę be laboratorijos. Ispanijoje Valensijos politechnikos universitetas (UPV) ir Barselonos autonominis universitetas (UAB) pirmauja analizuodami medaus autentiškumą ir atskirdami vyno bei alaus rūšis, netgi įvertindami jų alkoholio kiekį.
Už analizės ribų: skonio atkūrimas
Vienas išties nuostabus projektas yra Ohajo valstijos universiteto „e-Taste“. Nors elektroniniai liežuviai paprastai naudojami analizei, ši sistema siekia perduoti skonius nuotoliniu būdu . Joje naudojami jutikliai, kurie aptinka penkis pagrindinius skonius (saldų, sūrų, rūgštų, kartų ir umami) ir siunčia juos internetu į elektromagnetinį pavarą.
Šis prietaisas į vartotojo burną išskiria nedidelį kiekį aromatizuotų hidrogelių , leisdamas virtualiai realybei peržengti vien vizualinių ir garsinių ribų ir įtraukti cheminį skonio aspektą. Tai milžiniškas šuolis į priekį pramogų ir biomedicininių tyrimų srityje.
Palyginimas: liežuvis ir elektroninė nosis
Juos dažnai painiojame, tačiau jų paskirtis skiriasi. Elektroninis liežuvis daugiausia dėmesio skiria skysčiuose ištirpusiems junginiams , imituodamas skonio sistemą. Priešingai, elektroninė nosis analizuoja ore esančias lakias daleles. Kai įmonės sujungia abu šiuos metodus, jos gauna išsamų analitinį profilį , vienu metu analizuodamos kvapą ir skonį, kad užtikrintų, jog neliktų nepastebėtos jokios produkto detalės.
Nepaisant privalumų, tokių kaip greitis ir galimybė analizuoti pavojingas medžiagas nekeliant pavojaus žmonėms, ne viskas vyksta sklandžiai. Pradinis diegimas yra brangus ir reikalauja labai patikimų duomenų bazių, kad sistema galėtų būti tikrai naudinga.
Ši technologija yra tobulas chemijos ir dirbtinio intelekto derinys, leidžiantis pramonei pereiti nuo subjektyvaus suvokimo prie tikslių skaitmeninių duomenų . Nuo maisto sukčiavimo aptikimo iki galimybės paragauti virtualios aplinkos – kelias į visišką sensorinę skaitmeninimą žada revoliuciją visuomenės sveikatos ir pasaulinių gamybos standartų srityje.