Ngày 11-8, trang Live Science đưa tin, các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Khoa học và Công nghệ Nano Quốc gia Trung Quốc vừa phát triển thành công chiếc lưỡi nhân tạo đầu tiên trên thế giới có thể “nếm” và nhận biết hương vị trực tiếp trong môi trường chất lỏng giống cơ quan thật của con người, đồng thời ghi nhớ để nâng cao độ chính xác qua thời gian.
Lưỡi nhân tạo làm từ màng graphene oxide, những tấm carbon siêu mỏng đóng vai trò như bộ lọc phân tử đối với các hương vị. Thay vì phân tách hạt lớn, lớp màng làm chậm chuyển động của ion, cho phép nhận biết và ghi nhớ hương vị đưa vào thiết bị.
Nguyên lý hoạt động của lưỡi nhân tạo dựa trên việc hòa tan các hợp chất trong chất lỏng, phân tách chúng thành ion, sau đó nhận diện các ion đặc trưng cho từng hương vị. Thiết bị cũng có khả năng “học” và cải thiện độ chính xác sau mỗi lần sử dụng.
Trong các thử nghiệm, hệ thống đã phân biệt chính xác bốn vị cơ bản gồm ngọt, chua, mặn và đắng với độ chính xác từ 72,5% đến 87,5%. Đặc biệt, khi "nếm" các loại đồ uống phức tạp như cà phê hay Coca-Cola, độ chính xác tăng lên đến 96%, nhờ cấu trúc điện tử đặc trưng của những hỗn hợp này giúp hệ thống dễ dàng nhận dạng hơn.
Điểm đột phá của nghiên cứu là lần đầu tiên, cảm biến và bộ xử lý thông tin được tích hợp hoàn toàn trong một “hệ thống ướt”, có thể hoạt động trực tiếp trong chất lỏng. Đây là bước tiến hướng tới hệ thống AI mô phỏng quá trình học tập của não bộ.
Giáo sư Yong Yan, đồng tác giả nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học và Công nghệ nano quốc gia Trung Quốc, cho biết: "Thiết bị của chúng tôi vừa cảm nhận, vừa xử lý thông tin ngay trong chất lỏng, hoạt động tương tự như hệ thần kinh của con người".
Công nghệ lưỡi nhân tạo có thể giúp phát hiện bệnh sớm thông qua phân tích hương vị, xác định tác động của thuốc và hỗ trợ người mất vị giác do rối loạn thần kinh hoặc đột quỵ. Lưỡi nhân tạo cũng có thể giúp cải thiện kiểm tra an toàn thực phẩm, kiểm soát chất lượng trong sản xuất đồ uống và theo dõi nguồn cung cấp nước.
Công trình nghiên cứu được đăng tải trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm khoa học quốc gia Mỹ (PNAS), mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi từ kiểm soát an toàn thực phẩm, phát hiện sớm bệnh tật, đến hỗ trợ các phòng thí nghiệm trong việc phân tích mẫu chất lỏng.
Yong Yan, giáo sư hóa học ở Trung tâm Khoa học nano và Công nghệ Trung Quốc cùng thành viên nhóm nghiên cứu, thừa nhận: Dù tiềm năng rất lớn, hiện tại, hệ thống còn cồng kềnh, tiêu tốn nhiều năng lượng và cần cải thiện độ nhạy cảm biến. Nhóm sẽ tiếp tục giải quyết thách thức về mở rộng sản xuất, cải thiện hiệu suất và tích hợp thêm cảm biến cho sản phẩm.
