Lingua artificiale a base di grafene raggiunge un senso del gusto quasi umano

Questo dispositivo è il primo del suo genere a funzionare in un ambiente umido, approssimando meglio le condizioni all’interno della bocca umana.

Un team di ricercatori riferisce negli Atti della National Academy of Sciences su un nuovo design di sensore basato sul grafene che, attraverso l’apprendimento automatico, è stato in grado di sviluppare un senso del gusto quasi umano.

Questo dispositivo è il primo del suo genere a funzionare in un ambiente umido, approssimando meglio le condizioni all’interno della bocca umana.

Il grafene puro, che è stato isolato per la prima volta da Andre Geim e Kosta Novoslov, guadagnandosi il Premio Nobel per la Fisica nel 2010, è un materiale costituito da un singolo strato di atomi di carbonio legati insieme in una struttura reticolare, che lo dota di una serie di proprietà meccaniche, elettriche e chimiche.

Come il grafene, l’ossido di grafene cambia la sua conduttività elettrica quando esposto a diverse sostanze chimiche.

I ricercatori hanno utilizzato questa proprietà per misurare le variazioni elettriche nel sensore quando è stato esposto a un campionamento di 160 sostanze chimiche, ciascuna associata a un profilo aromatico unico.

Utilizzando questi dati, un algoritmo di apprendimento automatico è stato in grado di creare una “memoria” di sapori.

Questo processo di apprendimento è analogo al modo in cui il cervello umano interpreta i segnali delle nostre papille gustative quando reagiscono alle sostanze chimiche presenti nei nostri alimenti.

A lungo si è ritenuto che gli esseri umani potessero rilevare cinque sapori distinti: dolce, salato, amaro, aspro e umami. Nel 2023, i ricercatori hanno isolato un sesto sapore, il cloruro di ammoniaca.

È stato anche in grado di classificare i gusti di 40 campioni che non aveva mai incontrato in precedenza, con una precisione che va dal 75% al 90%. I ricercatori hanno anche addestrato l’algoritmo per identificare i gusti più complessi di caffè e cola.

Affrontando uno dei limiti dei precedenti sistemi gustativi artificiali (il termine tecnico per lingue artificiali simili), il nuovo design ha integrato le funzioni di rilevamento e calcolo della percezione del gusto in un unico dispositivo nanofluidico.

Secondo gli autori, questo sistema ha il potenziale per ripristinare un giorno la percezione del gusto alle persone che hanno perso tale capacità a causa di ictus, infezioni virali o una serie di condizioni neurodegenerative.

Tuttavia, ci sono una serie di ostacoli tecnici da superare prima di quel momento.

Il sistema completo, che è stato progettato come un esperimento di prova di concetto, è relativamente ingombrante con contemporaneamente grandi richieste di energia.

I ricercatori osservano che sono necessarie ulteriori miniaturizzazioni e integrazioni per le applicazioni pratiche.

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