UNIVERSITY PARK, Pa. — Se está desarrollando una innovadora «lengua electrónica» que podría potencialmente replicar las preferencias humanas por ciertos alimentos. Investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania afirman que este avance se produce a medida que los investigadores buscan integrar la inteligencia emocional, que incluye gustos y disgustos influenciados por el sabor, en la inteligencia artificial (IA).
La IA ha avanzado significativamente a lo largo de los años. Sin embargo, sus modelos actuales en su mayoría pasan por alto la psicología humana, incluyendo los matices de la inteligencia emocional.
«El enfoque principal de nuestro trabajo fue cómo podríamos llevar la parte emocional de la inteligencia a la IA», dice el autor correspondiente Saptarshi Das, profesor asociado de ciencia e ingeniería mecánica en la Universidad Estatal de Pensilvania, en un comunicado de la universidad. «La emoción es un campo amplio y muchos investigadores estudian la psicología; sin embargo, para los ingenieros informáticos, los modelos matemáticos y diversos conjuntos de datos son esenciales para fines de diseño. El comportamiento humano es fácil de observar pero difícil de medir, lo que dificulta su replicación en un robot y hacerlo emocionalmente inteligente. Actualmente no hay una forma real de hacerlo».
Los hábitos alimentarios sirven como un ejemplo destacado de esta inteligencia emocional. Mientras que el hambre es el impulso fisiológico para comer, nuestras elecciones sobre qué comer están influenciadas por nuestro sentido del gusto, un proceso conocido como la gustación. Como explica Das, incluso cuando una persona no tiene hambre, el deseo psicológico puede llevarlos a consumir un dulce en lugar, por ejemplo, de un trozo de carne.
«Si eres afortunado de tener todas las opciones de alimentos posibles, elegirás los alimentos que más te gusten», explica Das. «No vas a elegir algo que sea muy amargo, sino que probablemente optarás por algo más dulce, ¿verdad?»
Para comprender las complejidades del gusto, los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania recurrieron a la lengua humana, que traduce datos químicos en señales eléctricas enviadas al córtex gustativo del cerebro. En esta región cerebral, complejas redes neuronales dan forma a nuestra percepción del gusto. Para imitar esto, el equipo creó una «lengua» electrónica utilizando quimitransistores hechos de grafeno para detectar moléculas químicas, combinados con memtransistores construidos a partir de disulfuro de molibdeno. El «córtex gustativo electrónico» resultante conecta un «neurona de hambre», un «neurona de apetito» y un «circuito de alimentación».
«Esto significa que el dispositivo puede ‘probar’ la sal», dice el coautor del estudio, Subir Ghosh, estudiante de doctorado en ciencia e ingeniería.
El equipo utilizó dos materiales 2D distintos para su proyecto.
«Utilizamos dos materiales separados porque aunque el grafeno es un excelente sensor químico, no es ideal para circuitos y lógica, que son necesarios para imitar el circuito cerebral», explica el coautor del estudio, Andrew Pannone, asistente de investigación graduado en ciencia e ingeniería. «Por esa razón, utilizamos disulfuro de molibdeno, que también es un semiconductor. Al combinar estos nanomateriales, hemos aprovechado las fortalezas de cada uno de ellos para crear el circuito que imita el sistema gustativo».
Esta tecnología no se limita a un solo sabor. Puede adaptarse para reconocer todos los perfiles de sabores principales, desde dulce y salado hasta umami. Mirando hacia el futuro, los investigadores ven numerosas aplicaciones, incluyendo dietas diseñadas por inteligencia artificial basadas en preferencias emocionales o sugerencias de comidas personalizadas en restaurantes.
El objetivo inmediato del equipo es ampliar la capacidad de la lengua electrónica.
«Estamos tratando de crear matrices de dispositivos de grafeno para imitar los 10,000 o más receptores de sabor que tenemos en nuestra lengua, cada uno ligeramente diferente en comparación con los demás, lo que nos permite distinguir diferencias sutiles en los sabores», dice Das. «El ejemplo que se me ocurre es la gente que entrena su lengua y se convierte en catador de vinos. Quizás en el futuro podamos tener un sistema de inteligencia artificial que puedas entrenar para ser un catador de vinos aún mejor».
Los avances posteriores se centrarán en integrar la lengua electrónica y el circuito gustativo en un solo chip. Más allá del gusto, el equipo imagina ampliar este concepto para incorporar otros sentidos, lo que llevaría a un sistema de inteligencia artificial más holístico y emocionalmente inteligente.
«Los circuitos que hemos demostrado eran muy simples, y nos gustaría aumentar la capacidad de este sistema para explorar otros sabores», explica Pannone. «Pero más allá de eso, queremos introducir otros sentidos y eso requeriría diferentes modalidades, y quizás diferentes materiales y/o dispositivos. Estos circuitos simples podrían ser más refinados y hechos para replicar el comportamiento humano de manera más cercana. Además, a medida que comprendamos mejor cómo funciona nuestro propio cerebro, eso nos permitirá hacer que esta tecnología sea aún mejor».
El estudio se publica en la revista Nature Communications.
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