智東西（公眾號(hào)：zhidxcom）
編譯 | 夏舍予
編輯 | 云鵬
智東西6月24日消息，根據(jù)外媒IEEE Spectrum報(bào)道，IBM研究院開(kāi)發(fā)了一種化學(xué)味覺(jué)感知工具——HyperTaste。該工具可以分析液體的化學(xué)成分，識(shí)別出不同液體的類型。
HyperTaste可以自動(dòng)分析河流的水質(zhì)，追蹤環(huán)境的變化如何影響浮游生物的生長(zhǎng)。除此之外，HyperTaste還可以用來(lái)分辨液體來(lái)源、實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)、識(shí)別假冒品牌。
一、模仿人類味覺(jué)，讓機(jī)器發(fā)揮味蕾的作用
帕特里克·魯奇（PatrickRuch）是IBM研究院的研究人員，也是發(fā)表HyperTaste原理論文的作者之一。他表示：“HyperTaste的靈感來(lái)源于人工智能機(jī)器的研發(fā)原理，機(jī)器的圖像識(shí)別系統(tǒng)模仿了人類的視覺(jué)，智能語(yǔ)音系統(tǒng)模仿了人類的聽(tīng)覺(jué)?！庇谑?，魯奇團(tuán)隊(duì)想通過(guò)技術(shù)模仿人類的味覺(jué)，用一系列傳感器代替人類舌頭的數(shù)千個(gè)味蕾分辨味道。
HyperTaste有一個(gè)包含16個(gè)導(dǎo)電聚合物傳感器的組件。浸入溶液時(shí)，這些傳感器的電壓會(huì)發(fā)生改變。帕特里克·魯奇說(shuō)：“如果把測(cè)試液體當(dāng)成電解液，這就與電池的工作原理很類似?！?/p>
▲HyperTaste（白色設(shè)備）正從假酒和水中分辨出真正的杜松子酒
二、降低成本，讓液體識(shí)別技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室
HyperTaste于2019年首次發(fā)布。在項(xiàng)目早期，它只能用于識(shí)別幾種特定的液體，它只能依靠人工手動(dòng)將傳感器陣列多次浸入不同的液體中，以此來(lái)收集反饋數(shù)據(jù)。后來(lái)，帕特里克·魯奇及其團(tuán)隊(duì)使用安裝了傳感器的機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)采樣，可以維持24小時(shí)不間斷的持續(xù)采樣工作?，F(xiàn)在，HyperTaste可以用于分析更復(fù)雜的液體。
HyperTaste的傳感器陣列浸入液體后，會(huì)產(chǎn)生一系列該液體獨(dú)有的電壓信號(hào)。這些電壓信號(hào)就像這個(gè)液體獨(dú)特的身份ID，所以也被稱為化學(xué)指紋（chemical fingerprint）。應(yīng)用程序采集這些化學(xué)指紋后會(huì)將它們傳輸?shù)皆品?wù)器，然后云服務(wù)器里的機(jī)器學(xué)習(xí)模型會(huì)把這些指紋信息與已知液體數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比。一兩分鐘之內(nèi)，液體的類型或性質(zhì)的識(shí)別結(jié)果就可以顯示在應(yīng)用程序上。
帕特里克·魯奇說(shuō)：“這樣不僅節(jié)省了時(shí)間和成本，還加快了液體識(shí)別的測(cè)試過(guò)程。而且還降低了對(duì)測(cè)試環(huán)境的要求，讓這種測(cè)試可以在實(shí)驗(yàn)室外進(jìn)行?！?/p>
HyperTaste的操作和原理看似簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)卻并不容易。想達(dá)到預(yù)期功能，需要不同領(lǐng)域的專家跨界合作。HyperTaste的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)由電化學(xué)家、材料學(xué)家、電氣工程師和軟件工程師組成，他們分別負(fù)責(zé)HyperTaste的傳感原理、硬件組裝、科學(xué)數(shù)據(jù)部署等不同部分。帕特里克·魯奇說(shuō)：“我們必須在團(tuán)隊(duì)中整合所有功能，并且找到一種通用語(yǔ)言，讓這些不同組件之間的接口和交接點(diǎn)相互匹配。”
三、Hyper Taste有助IBM加速開(kāi)發(fā)新材料
目前HyperTaste工具的應(yīng)用范圍主要分為四個(gè)部分：驗(yàn)證液體來(lái)源、識(shí)別假冒產(chǎn)品；實(shí)施質(zhì)量控制，確保飲料質(zhì)量的一致性；測(cè)試新的飲料，開(kāi)發(fā)不同的口味和配方；檢測(cè)假酒。
除此之外，無(wú)人駕駛船五月花號(hào)上也搭載了電子舌頭HyperTaste。帕特里克·魯奇表示，通過(guò)分析HyperTaste在航行過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)，可以表明HyperTaste能夠長(zhǎng)期自主檢測(cè)海洋的化學(xué)成分，這或許有助改善全球海洋酸化問(wèn)題。
帕特里克·魯奇說(shuō)：“HyperTaste工具可以對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)作出輔助解釋，這對(duì)于未來(lái)的實(shí)驗(yàn)室研究很有幫助。如果機(jī)器可以解釋測(cè)量液體的數(shù)據(jù)結(jié)果，那么機(jī)器人就有可能在實(shí)驗(yàn)室里自主合成化合物。”而這種合成化合物可以構(gòu)成新材料，加速I(mǎi)BM關(guān)于新材料的研發(fā)。
結(jié)語(yǔ)：降低液體識(shí)別成本，Hyper Taste應(yīng)用領(lǐng)域廣闊
機(jī)器學(xué)習(xí)模仿人類味覺(jué)的方式為HyperTaste帶來(lái)靈感，這個(gè)工具可以根據(jù)獨(dú)特的化學(xué)指紋識(shí)別不同的液體。HyperTaste降低了液體識(shí)別技術(shù)的成本，不用復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，人們可以在智能應(yīng)用上輕松查看檢測(cè)結(jié)果。
Hypertaste可以在各種行業(yè)中發(fā)揮作用，例如食品、飲料、醫(yī)療保健和制藥行業(yè)。它可以識(shí)別出假冒品牌，對(duì)這些行業(yè)里的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。
雖然Hypertaste可以借助一系列傳感器達(dá)到識(shí)別液體類型的目的，但是距離人類的味覺(jué)系統(tǒng)還相差得很遠(yuǎn)。人工智能技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)就是讓機(jī)器的所有功能都盡可能向人類逼近，從這個(gè)角度而言，Hypertaste還有很長(zhǎng)的路要走。
來(lái)源：IEEE Spectrum
