你是否曾经想过冰箱后面那盒旧的果汁是否还能安全饮用？一种新的“电子舌头”可以帮助你判断。
由驱动的系统人工智能（人工智能）可以识别食品安全和新鲜度的问题。它还展示了人工智能是如何做出决策的，研究人员于10月9日在期刊上报告说。 自然.
为了制作舌头，研究人员使用了一种离子敏感场效应晶体管——一种能够检测化学离子的设备。传感器收集液体中离子的信息，并将这些信息转化为计算机可以解读的电信号。
“我们正在尝试制作一个人工舌头，但体验不同食物的过程不仅仅是舌头的作用，”该研究的合著者说道。 萨帕尔希·达斯宾夕法尼亚州立大学的一名工程师在一次活动中 陈述“我们有舌头本身，它包含与食物种类相互作用并将其信息发送到味觉皮层的味觉受体——这是一个生物神经网络。”
在新系统中，传感器充当舌头的角色，而AI则扮演味觉皮层的角色，大脑区域负责感知味道。团队将传感器连接到一个人工神经网络上，这是一个模仿人脑处理信息方式的机器学习程序，用于处理和解释传感器收集的数据。
最初，Das和他的同事们给神经网络提供了一些参数来判断某种液体的酸性。使用这些参数，神经网络以约91%的准确率确定了酸性。当他们让神经网络自行定义用于酸度分析的参数时，其准确率提高到了超过95%。
他们随后在现实世界的饮料上测试了这款舌头。该系统能够区分相似的软饮或咖啡混合物，评估牛奶是否被稀释，识别果汁是否变质，并检测有害物质全氟和多氟烷基物质他们在水中发现了（PFAS）。
通过使用一种名为夏普利加性解释（Shapley Additive Explanations）的分析方法，研究人员可以确定神经网络在得出结论时认为最重要的参数。这种方法可以帮助科学家理解神经网络是如何做决策的，据团队所述，这是人工智能研究中一个尚未解决的问题。
戴斯在声明中说：“我们发现网络关注数据中的更为细微的特征——这些是我们人类难以准确定义的事物。”“由于神经网络全面考虑传感器特性，它可以缓解日常可能出现的变化。”
调整这些变化的能力可以使传感器在其他应用中更加稳健。通过其决策过程，神经网络考虑了目前使离子敏感场效应晶体管在某些情况下不可靠的变化因素。
“我们发现我们可以接受不完美，”Das在声明中说道。“而这正是自然界的特征——它充满了不完美，但仍能做出稳健的决策，就像我们的电子舌头一样。”