有没有想过冰箱后面那盒旧果汁是否还可以安全饮用？一种新的“电子舌头”可以告诉你。
该系统由人工智能（AI）驱动，可以识别食品安全和新鲜度问题。研究人员10月9日在《自然》杂志上报告说，这也让我们得以一窥人工智能是如何做出决策的。
为了制造这种舌头，研究人员使用了一种离子敏感场效应晶体管——一种检测化学离子的装置。传感器收集液体中离子的信息，并将这些信息转换成可由计算机解释的电信号。
宾夕法尼亚州立大学的工程师、该研究的合著者萨塔什·达斯在一份声明中说：“我们正试图制造一种人造舌头，但我们体验不同食物的过程不仅仅涉及舌头。”“我们的舌头本身由味觉感受器组成，它与食物相互作用，并将它们的信息发送到味觉皮层——一个生物神经网络。”
在新系统中，传感器扮演舌头的角色，而人工智能扮演味觉皮层的角色，即负责感知味道的大脑区域。该团队将传感器与人工神经网络连接起来，人工神经网络是一种模仿人类大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，达斯和他的同事们给神经网络提供了一些参数，以便在发现某种液体的酸性时使用。利用这些参数，神经网络确定酸度的准确率约为91%。当他们让神经网络为酸度分析定义自己的参数时，其准确性提高到95%以上。
然后，他们在现实世界的饮料中测试了这种舌头。他们发现，该系统可以区分类似的软饮料或咖啡混合物，评估牛奶是否被稀释，确定果汁何时变质，并检测水中有害的全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）。
通过使用一种叫做沙普利加性解释的分析方法，研究人员可以确定神经网络在得出结论时认为哪些参数最重要。该团队表示，这种方法可以帮助科学家理解神经网络如何做出决定，这在人工智能研究中仍然是一个悬而未决的问题。
达斯在声明中说：“我们发现，该网络能观察到数据中更微妙的特征，而这些特征是我们人类难以正确定义的。”“而且由于神经网络从整体上考虑传感器的特性，它可以减轻每天可能发生的变化。”
根据这些变化进行调整的能力可能有助于使传感器在其他应用中更加稳健。通过它的决策过程，神经网络解释了目前导致离子敏感场效应晶体管在某些情况下不可靠的变化。
达斯在声明中说：“我们发现我们可以忍受不完美。”“这就是大自然——它充满了不完美，但它仍然可以做出强有力的决定，就像我们的电子舌头一样。”
