Сегодня искусственный интеллект рисует картины, пишет книги, музыку и даже создает мультфильмы. Но чтобы сделать его еще более приближенным к человеку, требуется поработать над способностью воспринимать окружающий мир так, как ощущаем его мы. И важную роль в этом играют обоняние и понимание вкусов пищи. В этой статье мы расскажем, как ученые пытаются научить ИИ распознавать запахи, вкусы и прикосновения.
Электронный язык для роботов будущего
Когда человек лишается способности ощущать вкусы, мир утрачивает часть своих красок. Многие смогли опробовать это на себе во время эпидемии Ковид-19. Чтобы разговаривать с нами на одном языке, роботы будущего тоже должны будут «чувствовать», почему мы так радуемся любимым блюдам.
Первые шаги в этом направлении делают инженеры из Пенсильванского университета. Они работают над созданием «электронного языка». Его главная задача ― при помощи специальных сенсоров находить и анализировать химические молекулы и газы. Таким образом в перспективе можно будет подробнее показать ИИ, что такое вкус продукта, почему людям нравятся одни сочетания и отталкивают другие.
Схожим образом работает и другое решение ― роботизированная система, способная «попробовать» разные молекулы. Она представляет собой плоский квадратный чип. Его основу составляют графеновые датчики, работающие в связке с мемтранзисторами из дисульфида молибдена. Первый элемент ищет газы и химические молекулы, а второй используется в качестве аналогов нейрона.
Ученые говорят о том, что гордятся своей находкой, потому что материалы и технологии лучше всего раскрываются именно в связке друг с другом. Это уже работает и помогает имитировать систему восприятия вкуса, пусть еще и далекую по степени совершенства от человеческой.
Такой искусственный язык способен сообщить, что он пробует что-то соленое, если улавливает присутствие ионов натрия. Заявляется о гибкости конструкции, которая может работать с пятью вкусовыми профилями. Это горькое, сладкое, соленое, кислое и умами. В перспективе подобные графеновые матрицы могли бы имитировать до 10 тысяч вкусовых рецепторов.
Потенциальных областей применения технологии множество. К примеру, можно было бы передать роботам точную дегустацию вин, которая была бы лишена субъективного подхода. Еще один пример ― имитация вкусовых рецепторов для людей, которые по разным причинам разучились распознавать вкус. В таком случае это потребовало бы подсоединения к мозговым чипам.
Смогут ли роботы понюхать нас?
Мы многое можем узнать о мире через свое обоняние. Значит, и роботам будущего оно вполне может потребоваться. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Science, рассказывает о том, как инженеры научили нейросеть определять и соотносить парфюмерные базы с соответствующими этикетками вроде «древесный», «фруктовый», «кофейный» и другие.
На основе полученных данных у ИИ получилось создать «карту запахов». Она позволила понять, какие запахи дает сочетание разных парфюмерных баз. Результатом стало то, что робот смог точно предсказать, какой аромат сможет дать введение той или иной молекулы.
Далее ответы ИИ сравнили с ощущениями 15 взрослых людей. Оказалось, что описания нейросети заметно более точные.
На основании сопоставления молекул и соответствующих им запахов работают многие подобные нейронные сети. Но в научном мире эта методика часто подвергается критике. К примеру, занимающийся вопросами исследования обоняния ученый из Калифорнийского университета Анандасанкар Рэй заявляет, что у человека восприятие запахов значительно более сложное. Мозг принимает и обрабатывает сведения от 400 рецепторов. При этом их интерпретация может заметно отличаться. И это не говоря уже об эмоциональном восприятии, о том, какие ассоциации в нас будит тот или иной аромат ― это исключительно личный опыт, который будет отличаться у двух людей.
Потому нынешние модели при всей их инновационности и прорывном характере исследований все же больше полагаются именно на математику, а не на чувственную сторону, присущую человеку.
Вопрос осязания
Осязание выступает для нас мощным защитным механизмом и средством для контакта с окружающим миром. Именно благодаря ему мы знаем, что можем обжечься огнем или уколоться, коснувшись кактуса.
Для робота с искусственным интеллектом все это тоже будет очень важно, потому что поможет развить инстинкт самосохранения, не допустить получения травм.
Ученые не зря говорят, что кожа ― это самый большой орган нашего тела. И сегодня различные ее заменители тоже пытаются создать в лабораториях. Это нужно не только для ИИ, но и для разработки передовых протезов, способных более качественно имитировать реальные конечности человека.
Показательным является исследование из журнала Small, в котором ученые Наньянского технологического университета Сингапура создали новую разновидность искусственной кожи, способной ощущать как прямое давление, так и приближение различных объектов.
Также есть примеры материалов, которые могут анализировать такие факторы, как текстура поверхности, уровень влажности, температура. Они преобразуются в цифровые сигналы и распознаются ИИ.
При создании современной искусственной кожи используется технология, при которой центральный губчатый слой с пропиткой соленой жидкостью оказывается расположен между двумя слоями тканевых электродов с никелевым покрытием. Таким образом удается сделать материал чувствительным и заметно удешевить производство, открыть для технологии возможность выхода на более обширные рынки.
Варианты применения искусственной кожи разнообразны. К примеру, ее можно использовать на пальцах робота, чтобы помочь ему лучше взаимодействовать с окружением. Вероятно, в будущем мы сможем увидеть андроидов, которые будут полностью покрыты таким материалом ― это позволит им стать не менее чувствительными, чем люди.
