في ظل التطور التكنولوجي المتسارع، ظهرت ابتكارات جديدة تساعدنا في حياتنا اليومية، ويعتبر أحدث هذه الابتكارات هو اللسان الإلكتروني، الذي يمكنه الآن أن يخبرك ما إذا كان عصير الفاكهة المتبقي في ثلاجتك لا يزال صالحًا للشرب أم لا.
يعتمد هذا النظام المتقدم على الذكاء الاصطناعي، وهو قادر على تحديد المشكلات المتعلقة بسلامة الأغذية ونضارتها، بدقة كبيرة.
كيف يعمل اللسان الإلكتروني؟
صُمم اللسان الإلكتروني باستخدام ترانزستور حساس للأيونات يعمل بتأثير المجال، وهو جهاز يُستخدم لاكتشاف الأيونات الكيميائية.
يقوم هذا الجهاز بجمع المعلومات حول الأيونات الموجودة في السائل، وتحويلها إلى إشارة كهربائية يمكن تفسيرها بواسطة الكمبيوتر.
تعتمد الفكرة الأساسية للسان الإلكتروني على محاكاة الطريقة التي يتفاعل بها اللسان البشري مع مختلف أنواع الأطعمة، وإرسال إشارات إلى الدماغ لمعالجة تلك المعلومات.
التقنية الكامنة وراء الذكاء الاصطناعي
يلعب الذكاء الاصطناعي دورًا رئيسيًا في هذا النظام، حيث يعمل كـ "قشرة تذوقية" وهي المنطقة الدماغية المسؤولة عن تحليل التذوق، حيث قام الباحثون بربط المستشعر بشبكة عصبية اصطناعية، وهي تقنية تعلم آلي تعمل على محاكاة الطريقة التي يعالج بها الدماغ البشري المعلومات.
في البداية، قام الباحثون بإعطاء الشبكة العصبية معلمات معينة لاستخدامها عند قياس درجة الحموضة في السائل، وحققت دقة تصل إلى 91%. ومع السماح للشبكة العصبية بتحديد معلوماتها الخاصة، ارتفعت الدقة إلى أكثر من 95%.
ولتحسين دقة النظام، استخدم الباحثون تقنية تحليلية تسمى Shapley Additive Explanations، وهي تساعد في تحديد المعلومات التي تعتبرها الشبكة العصبية الأكثر أهمية للوصول إلى استنتاجاتها.
نتائج التجارب العملية
بعد تطوير النظام، قام الباحثون بتجربة اللسان الإلكتروني على مشروبات حقيقية، وأظهرت التجارب قدرة النظام على التمييز بين أنواع المشروبات المتشابهة مثل المشروبات الغازية أو مخاليط القهوة، وكذلك قدرته على تقييم ما إذا كان الحليب مخففًا بالماء.
ليس هذا فحسب، بل كان النظام قادرًا على تحديد متى يفسد عصير الفاكهة، وكذلك اكتشاف المواد الضارة من نوع بيرفلورو ألكيل وبولي فلورو ألكيل (PFAS) في الماء.
قدرة على التكيف
يتمتع اللسان الإلكتروني بقدرة مذهلة على التكيف مع الاختلافات اليومية في خصائص السوائل، وهو ما يجعله أكثر قوة وفعالية في التطبيقات المختلفة، فهذا التكيف قد يحل المشكلات التي تواجهها الترانزستورات الحساسة للأيونات في بعض الحالات.
كما أن هذا النظام يمثل خطوة مهمة نحو تطوير تقنيات قادرة على التعايش مع العيوب الطبيعية، مما يعزز دقة اتخاذ القرارات.
ومن جانبه قال سابتارشي داس، المهندس بجامعة ولاية بنسلفانيا وأحد مؤلفي الدراسة: "لقد اكتشفنا أن الشبكة العصبية يمكنها النظر في خصائص دقيقة جدًا في البيانات، خصائص قد يصعب على البشر تحديدها بدقة".
وأضاف داس: "نظرًا لأن الشبكة العصبية تفحص البيانات بشكل شامل، فإنها تقلل من تأثير الاختلافات اليومية التي قد تحدث في الخصائص، مما يجعل قراراتها أكثر استقرارًا".
المصدر:
