刘涛 ai换脸
规划东说念主员应用东说念主工智能开发了一种大要识别多样液体样本的电子舌。 当被条目界说我方的评估参数时，东说念主工智能不错更准确地确认电子舌产生的数据。 图片起原：Saptarshi Das 实验室/宾夕法尼亚州立大学
在宾夕法尼亚州大学规划东说念主员的迷惑下，该规划小组发现，当东说念主工智能（AI）使用我方的评估步伐来确认电子舌产生的数据时，准确性会显耀普及。
规划东说念主员最近在《当然》（Nature.）上发表了他们的规划效果。
据规划东说念主员称，电子舌头可用于食物安全和坐褥以及医疗会诊。 传感器过甚东说念主工智能不错平凡地检测多样物资并对其进行分类，同期对其各自的质料、真正性和簇新度进行详尽评估。 他们说，这种评估还让规划东说念主员了解了东说念主工智能是如何作念出有计算的，这可能会带来更好的东说念主工智能开发和应用。
通信作家、阿克利工程学考验兼工程科学与力学考验萨普塔什-达斯（Saptarshi Das）说："咱们正在尝试制造一个东说念主造舌头，但咱们体验不同食物的流程波及的不单是是舌头。咱们有舌头自己，由味觉感受器构成，这些感受器与食物种类互相作用，并将它们的信息发送到味觉皮层--一个生物神经汇注。"
味觉皮层是大脑中感知和确认多样滋味的区域，而不是味觉感受器所能感知的滋味，味觉感受器主要通过甜、酸、苦、咸和适口五大类对食物进行分类。 跟着大脑对多样滋味细小离别的了解，它能更好地分辨出多样滋味的深沉之处。 为了东说念主工模拟味觉皮层，规划东说念主员开发了一种神经汇注，这是一种师法东说念主脑评估和表示数据的机器学习算法。
"此前，咱们规划了大脑如何对不同的滋味作念出反馈，并通过整合不同的二维材料来师法这一流程，从而开发出一种蓝图，即东说念主工智能如何能更像东说念主类不异惩办信息，"合著者、工程科学与力学专科博士生哈里克里希南-拉维钱德兰（Harikrishnan Ravichandran）说，他是达斯的护士人。"当今，在这项使命中，咱们正在讨论几种化学物资，望望传感器是否能准确检测到它们，此外，它们是否能检测到访佛食物之间的细小离别，并分辨出食物安全问题的实例。"
电子舌包括一个基于石墨烯的离子敏锐场效应晶体管，或者说是一个不错检测化学离子的导电安装，它与一个东说念主工神经汇注衔接，该汇注是在多样数据集上履行出来的。 它位于开导的右上方。 图片起原：Saptarshi Das 实验室/宾夕法尼亚州立大学
舌头由一个基于石墨烯的离子敏锐场效应晶体管（或可检测化学离子的导电安装）和一个东说念主工神经汇注构成，东说念主工神经汇注笔据不同的数据集进行履行。 达斯指出，至关伏击的是，这些传感器横蛮功能化的，这意味着一个传感器不错检测不同类型的化学物资，而不是为每种潜在的化学物资配备一个有意的传感器。 规划东说念主员为神经汇注提供了 20 个需要评估的特定参数，统共这些参数皆与样本液体如何与传感器的电特色互相作用关系。 笔据规划东说念主员指定的这些参数，东说念主工智能不错准确检测样品，包括冲淡的牛奶、不同类型的苏吊水、搀杂咖啡和多种簇新度的果汁，并在大要一分钟内发达其含量，准确率跨越 80%。
"在使用东说念主工继承的参数达到合理的准确度后，咱们决定通过向神经汇注提供原始传感器数据，让它我方界说参数。 咱们发现，当使用机器得出的优点数据而不是东说念主类提供的数据时，神经汇注的推理准确率接近理思水平，达到 95% 以上，"合著者、工程科学与力学博士生安德鲁-潘诺内（Andrew Pannone）说，"因此，咱们使用了一种名为夏普利加法确认的法子，它允许咱们在神经汇注作念出决定后估量它在思什么。"
这种法子应用博弈论--一种讨论他东说念主继承来展望单个参与者终结的有计算流程--来为所讨论的数据赋值。 有了这些确认，规划东说念主员就能通过逆向工程了解神经汇注是如何衡量样本的各个构成部分以作念出最终决定的--这让规划小组得以一窥神经汇注的有计算流程，而据规划东说念主员称，在东说念主工智能界限，这一流程在很猛进度上仍然是不透明的。 他们发现，神经汇注不是浅近地评估东说念主类指定的单个参数，而是将它合计最伏击的数据放在沿途讨论，夏普利加法确认揭示了神经汇注合计每个输入数据的伏击性。
规划东说念主员确认说，这种评估不错比作两个东说念主喝牛奶。 他们皆能辞别出这是牛奶，但一个东说念主可能合计这是仍是变质的脱脂牛奶，而另一个东说念主则合计这是仍然簇新的 2% 牛奶。 其中的细小离别甚而连作念出评估的个东说念主也难以确认。
达斯说："咱们发现，该汇注大要不雅察到数据中更深沉的特征--这些特征是咱们东说念主类难以正确界说的。由于神经汇注全面讨论了传感器的特色，因此不错减少每天可能出现的变化。 就牛奶而言，神经汇注不错细目牛奶中不同的含水量，并在这种情况下细目任何降解观点是否有真义，足以被视为食物安全问题。"
户外内射笔据达斯的说法，舌头的智商只受到履行它的数据的摈弃，这意味着诚然这项规划的要点是食物评估，但它也不错应用于医疗会诊。 规划东说念主员说，诚然岂论传感器应用于那边，颖悟度皆很伏击，但传感器的鲁棒性为在不同业业的平凡应用提供了前进的说念路。传感器不需要全皆相通，因为机器学习算法不错详尽讨论统共信息，并得出正确的谜底。 这使得制造流程愈加实用，老本更低。
编译自/ScitechDaily
DOI: 10.1038/s41586-024-08003-w.刘涛 ai换脸
