Artificial Tongue, Teknologi Revolusioner untuk Kenali Rasa

ARTIFICIAL tongue atau lidah buatan dapat merasakan dan mengidentifikasi rasa sepenuhnya dalam lingkungan cair meniru cara kerja indra perasa manusia berhasil diciptakan. Pencapaian ini, yang dijelaskan pada 15 Juli di jurnal PNAS, dapat mengarah pada sistem otomatis untuk keamanan pangan dan deteksi dini penyakit melalui analisis kimia.

Teknologi ini juga dapat diintegrasikan ke dalam peralatan laboratorium untuk analisis kimia sampel cair. Para peneliti juga melihatnya sebagai langkah menuju “komputasi neuromorfik” sistem AI yang meniru proses pembelajaran otak.

Lidah buatan ini terbuat dari membran grafena oksida, lembaran karbon ultra-tipis yang berfungsi sebagai filter molekuler untuk versi ionik dari rasa. Alih-alih memisahkan partikel besar, membran ini memperlambat pergerakan ion, sehingga perangkat dapat mengidentifikasi dan mengingat rasa yang dimasukkan ke dalam perangkat.

Dalam studi baru ini, perangkat tersebut mengidentifikasi empat rasa dasar manis, asam, asin, dan pahit dengan akurasi 72,5 persen hingga 87,5 persen, dan akurasi 96 persen untuk minuman dengan berbagai profil rasa seperti kopi dan Coca-Cola.

Akurasi yang lebih tinggi ini disebabkan oleh susunan elektrik campuran minuman yang kompleks, sehingga memudahkan sistem untuk mengidentifikasinya. Menurut studi ini, ini adalah pertama kalinya para peneliti berhasil menggabungkan penginderaan dan pemrosesan informasi dalam satu sistem basah.

“Penemuan ini memberi kami cetak biru untuk membangun perangkat ionik baru yang terinspirasi oleh bio,” ujar Yong Yan, seorang profesor kimia di Pusat Nasional untuk Nanosains dan Teknologi di Tiongkok dan salah satu penulis studi ini, kepada Live Science.

“Perangkat kami dapat bekerja dalam cairan dan dapat merasakan lingkungannya serta memproses informasi sama seperti sistem saraf kita,” tambahnya.

Informasi Cairan

Sistem lidah buatan sebelumnya memproses semua informasi pada sistem komputer eksternal, tetapi sistem baru ini melakukan semua penginderaan dan sebagian besar pemrosesan data dalam cairan. Pendekatan yang utamanya berbasis cairan ini memungkinkan akurasi yang lebih tinggi karena memungkinkan rasa diproses dalam keadaan ionik alaminya, alih-alih diubah agar sesuai dengan sistem pemrosesan kering.

Karena komponen elektronik tradisional mengalami malfungsi dalam cairan, para peneliti harus memisahkan fungsi penginderaan dan pemrosesan. Terobosan ini mengatasi keterbatasan tersebut dengan menggunakan membran oksida grafena yang dapat mendeteksi dan melakukan sebagian besar pemrosesan informasi yang terendam dalam cairan.

“Kami kekurangan komponen yang dapat melakukan penginderaan, pemrosesan logika, dan komputasi neuromorfik secara andal dalam lingkungan cair,” kata Yan. “Penelitian kami mencoba mengatasi masalah kritis ini secara langsung,” ucapnya.

Lidah buatan ini bekerja dengan melarutkan senyawa kimia dalam cairan yang kemudian terurai menjadi ion. Ion-ion tersebut melewati lapisan lembaran karbon khusus yang menciptakan saluran yang sangat kecil, ribuan kali lebih tipis daripada rambut manusia.

Hal ini memungkinkan ion untuk menciptakan pola unik yang menandakan rasa yang diwakili oleh senyawa kimia awal. Sistem kemudian ‘mempelajari’ pola ini dan menjadi lebih akurat dalam mengidentifikasi rasa seiring penggunaan yang berkelanjutan.

Inovasi kunci terletak pada bagaimana para peneliti memperlambat pergerakan ion melalui saluran tersebut menjadikannya 500 kali lebih lambat dari biasanya. Perlambatan ini memberi sistem waktu untuk “mengingat” setiap rasa yang ditemuinya, dengan memori yang bertahan sekitar 140 detik, alih-alih hanya milidetik, tergantung pada ketebalan membran.