Ερευνητές στο Penn State University στις ΗΠΑ δημιούργησαν μια πρωτοποριακή «ηλεκτρονική γλώσσα» που μιμείται τον τρόπο με τον οποίο η γεύση επηρεάζει τις τροφικές μας επιλογές, ανοίγοντας το δρόμο για την ανάπτυξη μιας τεχνητής νοημοσύνης που ενσωματώνει συναισθήματα. Η τεχνητή νοημοσύνη έχει εξελιχθεί σημαντικά με την πάροδο των ετών. Ωστόσο, τα τρέχοντα μοντέλα της αγνοούν σε μεγάλο βαθμό την ανθρώπινη ψυχολογία, συμπεριλαμβανομένων των αποχρώσεων της συναισθηματικής νοημοσύνης.
«Στην εργασία μας εστιάσαμε στο πώς θα μπορούσαμε να ενσωματώσουμε το συναισθηματικό μέρος της νοημοσύνης στην τεχνητή νοημοσύνη», αναφέρει ο συγγραφέας της μελέτης Σαπτάρσι Ντας, αναπληρωτής καθηγητής μηχανικής επιστήμης και μηχανικής στο Penn State, σε ανακοίνωση του πανεπιστημίου.
«Το συναίσθημα είναι ένα ευρύ πεδίο και πολλοί ερευνητές μελετούν την ανθρώπινη ψυχολογία. Ωστόσο, οι μηχανικοί υπολογιστών χρειάζονται τα μαθηματικά μοντέλα και τα ποικίλα σύνολα δεδομένων για τον σχεδιασμό. Η ανθρώπινη συμπεριφορά είναι εύκολο να παρατηρηθεί αλλά δύσκολο να μετρηθεί και για αυτό είναι δύσκολο να φτιάξεις ένα ρομπότ που θα έχει συναισθήματα. Δεν υπάρχει πραγματικός τρόπος αυτή τη στιγμή να το κάνουμε αυτό», εξηγεί ο ερευνητής.
Οι διατροφικές συνήθειες χρησιμεύουν ως χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της συναισθηματικής νοημοσύνης. Ενώ η πείνα είναι η φυσιολογική επιθυμία για φαγητό, οι επιλογές μας επηρεάζονται από την αίσθηση της γεύσης. Όπως εξηγεί ο Ντας, ακόμη και όταν κάποιος δεν πεινάει, η ψυχολογική επιθυμία μπορεί να τον οδηγήσει να καταναλώσει ένα γλυκό αντί για ένα κομμάτι κρέας.
«Αν είστε τυχερός και έχετε όλες τις πιθανές επιλογές τροφίμων, θα επιλέξετε αυτά που σας αρέσουν περισσότερο», εξηγεί ο Ντας. «Δεν πρόκειται να επιλέξετε κάτι που είναι πολύ πικρό, αλλά πιθανότατα θα διαλέξετε κάτι πιο γλυκό, σωστά;», προσθέτει.
Για να κατανοήσουν την πολυπλοκότητα του μηχανισμού της γεύσης, οι ερευνητές μελέτησαν την ανθρώπινη γλώσσα, η οποία μεταφράζει τα χημικά δεδομένα σε ηλεκτρικά σήματα που στέλνονται στον γευστικό φλοιό του εγκεφάλου. Σε αυτή την περιοχή του εγκεφάλου, πολύπλοκα νευρωνικά δίκτυα διαμορφώνουν την αντίληψη της γεύσης.
Για να μιμηθεί αυτή τη διαδικασία, η ομάδα κατασκεύασε μια ηλεκτρονική γλώσσα χρησιμοποιώντας ημιαγωγούς από γραφένιο για την ανίχνευση χημικών μορίων, σε συνδυασμό με ημιαγωγούς κατασκευασμένους από δισουλφίδιο του μολυβδαινίου. Ο προκύπτων «ηλεκτρονικός γευστικός φλοιός» συνδέει έναν «νευρώνα πείνας», έναν «νευρώνα όρεξης» και ένα «κύκλωμα σίτισης».
«Αυτό σημαίνει ότι η συσκευή μπορεί να ‘γευτεί’ το αλάτι», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Σουμπίρ Γκος, διδακτορικός φοιτητής και μέλος της ερευνητικής ομάδας.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο διαφορετικά 2D υλικά για το έργο της.
«Χρησιμοποιήσαμε δύο ξεχωριστά υλικά γιατί παρόλο που το γραφένιο είναι ένας εξαιρετικός χημικός αισθητήρας, δεν είναι πολύ καλός για κυκλώματα και λογική, δυο στοιχεία που χρειαζόμαστε για να μιμηθούμε το κύκλωμα του εγκεφάλου», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Άντριου Πανόν.
«Για τον λόγο αυτό, χρησιμοποιήσαμε δισουλφίδιο του μολυβδαινίου, το οποίο είναι ημιαγωγός. Συνδυάζοντας αυτά τα νανοϋλικά, αξιοποιήσαμε τα δυνατά τους σημεία για να δημιουργήσουμε το κύκλωμα που μιμείται το γευστικό σύστημα», εξήγησε.
Αυτή η τεχνολογία δεν περιορίζεται σε μια γεύση. Μπορεί να προσαρμοστεί ώστε να αναγνωρίζει όλα τα πρωτογενή προφίλ γεύσης, από το γλυκό και το αλμυρό μέχρι το umami. Οι ερευνητές πιστεύουν πως μελλοντικά αυτή η καινοτομία θα έχει πολυάριθμες εφαρμογές, όπως δίαιτες σχεδιασμένες από τεχνητή νοημοσύνη με βάση τις συναισθηματικές προτιμήσεις ή προσαρμοσμένες προτάσεις γευμάτων σε εστιατόρια.
Ο άμεσος στόχος της ομάδας είναι να επεκτείνει τις δυνατότητες της ηλεκτρονικής γλώσσας.
«Προσπαθούμε να φτιάξουμε συστοιχίες συσκευών γραφενίου για να μιμηθούμε τους περίπου 10.000 υποδοχείς γεύσης που διαθέτει η γλώσσα μας, οι οποίοι είναι ελαφρώς διαφορετικοί, γεγονός που μας επιτρέπει να διακρίνουμε τις λεπτές διαφορές στις γεύσεις», εξηγεί ο Ντας. «Όπως για παράδειγμα οι άνθρωποι που εκπαιδεύουν τον ουρανίσκο τους και γίνονται γευσιγνώστες. Ίσως στο μέλλον μπορέσουμε να έχουμε ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που θα μπορείτε να εκπαιδεύσετε για να γίνετε ακόμα καλύτεροι γευσιγνώστες», πρόσθεσε.
Οι ερευνητές στη συνέχεια θα ενσωματώσουν την ηλεκτρονική γλώσσα και το γευστικό κύκλωμα σε ένα τσιπ. Πέρα από τη γεύση, η ομάδα οραματίζεται να διευρύνει αυτή την ιδέα ώστε να ενσωματώσει και άλλες αισθήσεις, οδηγώντας σε ένα πιο ολιστικό και συναισθηματικά ευφυές σύστημα τεχνητής νοημοσύνης.
«Τα κυκλώματα που αναπτύξαμε είναι πολύ απλά και θέλουμε να επεκτείνουμε την ικανότητα αυτού του συστήματος να εξερευνά άλλες γεύσεις», εξηγεί ο Πανόν. «Αλλά πέρα από αυτό, θέλουμε να εισαγάγουμε και άλλες αισθήσεις και αυτό θα απαιτούσε διαφορετικούς τρόπους και ίσως διαφορετικά υλικά ή/και συσκευές. Αυτά τα απλά κυκλώματα θα μπορούσαν να βελτιωθούν περισσότερο και να γίνουν έτσι ώστε να αναπαράγουν πιο πιστά την ανθρώπινη συμπεριφορά. Επίσης, καθώς κατανοούμε καλύτερα πώς λειτουργεί ο δικός μας εγκέφαλος, αυτό θα μας επιτρέψει να κάνουμε αυτή την τεχνολογία ακόμη καλύτερη», κατέληξε ο ερευνητής.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Communications».
ΠΗΓΗ: Studyfinds / Φωτογραφία: Das Research Lab/Penn State
