«Электронный язык» включает в себя ион-чувствительный полевой транзистор, который анализирует химический состав жидкости и преобразует его в электрический сигнал. Этот сигнал затем интерпретируется искусственной нейронной сетью, которая моделирует процесс, аналогичный тому, как человеческий мозг распознает вкус. Таким образом, сенсор выступает в роли «языка», а искусственный интеллект — в роли мозга, отвечающего за восприятие вкуса.
Для разработки системы ученые сначала задали нейронной сети несколько параметров для оценки уровня кислотности жидкостей. Используя эти параметры, ИИ достигал точности в определении кислотности на уровне 91%. Однако когда нейронная сеть сама выбирала параметры для анализа, точность возросла до более чем 95%.
Устройство успешно прошло тестирование на различных напитках. Оно смогло различить схожие безалкогольные напитки, оценить концентрацию молока, выявить признаки порчи фруктовых соков и обнаружить вредные вещества, такие как пер- и полифторалкильные вещества в воде.
Используя метод Shapley Additive Explanations, исследователи смогли понять, какие характеристики данных нейронная сеть считает наиболее важными для принятия решений. Это позволяет ученым лучше понимать, как ИИ делает выводы, что до сих пор оставалось одной из сложных задач в области исследования искусственного интеллекта.
«Мы выяснили, что сеть учитывает более тонкие характеристики данных — те, которые сложно четко определить человеку», — объясняет один из авторов работы, инженер Саптарши Дас из Пенсильванского университета. Он также отметил, что нейронная сеть способна учитывать вариации в характеристиках сенсора, что делает его более надежным в реальных условиях.
Создатели «электронного языка» уверены, что их разработка откроет новые горизонты в области контроля за безопасностью продуктов питания. Эта технология может быть использована для мониторинга качества пищевых продуктов и напитков, что очень актуально как для производителей, так и для и потребителей.
Nем временем американский стартап презентовал уникальную смарт-кружку, которая позволит сварить свежий кофе в дороге.