Los científicos han creado una ‘lengua electrónica’ alimentada por IA

Publicado el 19 de octubre de 2024 por Skyler Ware

¿Alguna vez te has preguntado si ese viejo cartón de jugo en la parte trasera de tu refrigerador todavía es seguro para beber? Una nueva «lengua electrónica» podría responderte.

Este sistema, alimentado por inteligencia artificial (IA), puede identificar problemas de seguridad y frescura en los alimentos. También ofrece una visión de cómo la IA toma decisiones, según informaron los investigadores el 9 de octubre en la revista Nature.

¿Cómo funciona la lengua electrónica?

Para crear la lengua, los investigadores utilizaron un transistor de efecto de campo sensible a iones, un dispositivo que detecta iones químicos. El sensor recopila información sobre los iones en un líquido y convierte esa información en una señal eléctrica que puede ser interpretada por una computadora.

«Estamos tratando de hacer una lengua artificial, pero el proceso de experimentar diferentes alimentos implica más que solo la lengua», dijo Saptarshi Das, coautor del estudio y ingeniero en la Universidad Estatal de Pensilvania. «La lengua en sí misma, consiste en receptores de sabor que interactúan con especies alimenticias y envían su información a la corteza gustativa — una red neural biológica.»

En este nuevo sistema, el sensor actúa como la lengua, mientras que la IA juega el papel de la corteza gustativa, la región del cerebro responsable de percibir el sabor. El equipo vinculó el sensor a una red neuronal artificial, un programa de aprendizaje automático que imita la forma en que el cerebro humano procesa la información, para procesar e interpretar los datos que el sensor recopiló.

Resultados Prometedores

Inicialmente, Das y sus colegas proporcionaron a la red neuronal un puñado de parámetros para determinar cuán ácida era un cierto líquido. Utilizando esos parámetros, la red neural determinó la acidez con una precisión de aproximadamente el 91%. Cuando dejaron que la red neuronal definiera sus propios parámetros para el análisis de acidez, su precisión mejoró a más del 95%.

Luego, probaron la lengua en bebidas del mundo real. El sistema pudo distinguir entre refrescos similares o mezclas de café, evaluar si la leche había sido diluida, identificar cuándo el jugo de fruta se había echado a perder y detectar sustancias químicas dañinas en el agua.

Implicaciones Futuras

Al utilizar un método de análisis llamado Shapley Additive Explanations, los investigadores pudieron determinar qué parámetros la red neuronal consideraba más importantes para llegar a sus conclusiones. Este método podría ayudar a los científicos a entender cómo las redes neuronales toman decisiones, lo cual sigue siendo un tema abierto en la investigación de IA, según el equipo.

«Encontramos que la red observó características más sutiles en los datos — cosas que nosotros, como humanos, luchamos por definir correctamente», comentó Das. «Y dado que la red neuronal considera las características del sensor de forma holística, mitiga las variaciones que podrían ocurrir día a día».

La capacidad de ajustarse a esas variaciones podría ayudar a que el sensor sea más robusto en otras aplicaciones. A través de su proceso de toma de decisiones, la red neuronal tiene en cuenta las variaciones que actualmente hacen que los transistores de efecto de campo sensibles a iones sean poco confiables en algunas situaciones.

Conclusión

Los avances en el desarrollo de esta lengua electrónica alimentada por IA representan un emocionante progreso en la tecnología de detección de alimentos. Esta innovación no solo podría beneficiar la seguridad alimentaria, sino también abrir nuevas avenidas en la investigación de inteligencia artificial.

Preguntas para la Audiencia

¿Qué aplicaciones adicionales crees que podría tener esta tecnología en el futuro?

¿Cómo crees que la IA puede revolucionar la forma en que comprobamos la calidad de los alimentos?

¿Te gustaría tener un dispositivo como este en tu hogar para verificar la frescura de tus alimentos?