স্বাদ চেনে কৃত্রিম জিভ, তাক লাগালেন চীনা বিজ্ঞানীরা

স্বাদ শনাক্তে সক্ষম বিশ্বের প্রথম কৃত্রিম জিভ তৈরি করেছেন বিজ্ঞানীরা। এই প্রযুক্তি মানবজিভের মতো স্বাদ গ্রহণ করতে ও মনে রাখতে পারে।

গত ১৫ জুলাই ‘পিএনএএস’ জার্নালে প্রকাশিত গবেষণা নিবন্ধে বলা হয়েছে, নতুন এই আবিষ্কার ভবিষ্যতে খাদ্য নিরাপত্তা, পানির মান বিশ্লেষণ এবং বিভিন্ন রোগের প্রাথমিক পর্যায় শনাক্তে বড় ভূমিকা রাখতে পারে।

গবেষকেরা বলছেন, এই কৃত্রিম জিভ প্রযুক্তি ভবিষ্যতের নিউরোমরফিক কম্পিউটিং অর্থাৎ মানুষের মস্তিষ্কের মতো তথ্য প্রক্রিয়াকরণে সক্ষম কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (এআই) সিস্টেম তৈরির পথে একটি বড় পদক্ষেপ।

যেভাবে কাজ করে কৃত্রিম জিভ

এই কৃত্রিম জিভে ব্যবহার করা হয়েছে গ্রাফিন অক্সাইড মেমব্রেন। এটি অত্যন্ত পাতলা কার্বনের স্তর, যা স্বাদের জন্য দায়ী আয়নগুলো শনাক্ত করে। এই পাতলা স্তরগুলো ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে আণবিক ছাঁকনি। সাধারণ ছাঁকনির মতো বড় কণাকে পৃথক করার বদলে, পাতলা ছাঁকনিগুলো স্বাদের জন্য দায়ী আয়নের প্রবাহ ধীর করে দেয়। ফলে ডিভাইসটি স্বাদের একক বৈশিষ্ট্য চিহ্নিত ও মনে রাখতে পারে।

গবেষণায় দেখা গেছে, যন্ত্রটি মিষ্টি, টক, লবণাক্ত ও তেতো—এই চারটি মূল স্বাদ ৭২ দশমিক ৫ শতাংশ থেকে ৮৭ দশমিক ৫ শতাংশ নির্ভুলভাবে শনাক্ত করতে পারে। আর কফি বা কোকাকোলার মতো জটিল পানীয় প্রায় ৯৬ শতাংশ নির্ভুলভাবে শনাক্ত করে।

এতটা নির্ভুলভাবে জিহবাটি কাজ করার কারণ হলো—জটিল পানীয়ে বিভিন্ন রাসায়নিক মিশ্রণ থাকায় এগুলোর বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য আলাদা, যা যন্ত্রের জন্য শনাক্তে সহজ করে তোলে।

এই প্রথমবারের মতো কোনো যন্ত্র একই সঙ্গে তরলের স্বাদ গ্রহণ ও তথ্য বিশ্লেষণের কাজ করতে পেরেছে, যা মানবজিভ ও স্নায়ুতন্ত্রের যৌথ কাজের অনুকরণ।

তথ্য বিশ্লেষণে নতুন যুগ

পূর্ববর্তী কৃত্রিম জিভগুলো কেবল স্বাদ শনাক্ত করতে পারত, কিন্তু সেগুলো নিজে কোনো তথ্য প্রক্রিয়াকরণ বা শেখার কাজ করতে পারত না। সেসব যন্ত্রে স্বাদের প্রাপ্ত তথ্য বাইরের কম্পিউটারে পাঠিয়ে বিশ্লেষণ করতে হতো। অর্থাৎ, সেন্সিং ও প্রোসেসিং—এ দুটি কাজ ছিল আলাদা।

এবারের নতুন কৃত্রিম জিভ প্রযুক্তির বিশেষত্ব হলো—এটি তরল পরিবেশেই স্বাদ শনাক্ত ও তথ্য বিশ্লেষণ দুটোই করতে পারে। সেই সঙ্গে ধাপে ধাপে শেখে ও স্বাদগুলো মনে রাখতে পারে, যা আগের কোনো যন্ত্রে সম্ভব হয়নি।

তরলে তথ্য বিশ্লেষণের প্রধান সুবিধা হলো—আয়নের স্বাভাবিক অবস্থায় স্বাদ শনাক্ত করা যায়, যা শুকনো অবস্থায় রূপান্তর করে বিশ্লেষণ করা সম্ভব নয়।

চ্যালেঞ্জ ছিল—তরলে বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতি কাজ করে না। তবে গ্রাফিন অক্সাইডের মাধ্যমে এই সীমাবদ্ধতা দূর করা গেছে।

বিশেষ এই পাতলা মেমব্রেন দিয়ে আয়নগুলোকে অত্যন্ত ক্ষুদ্র চ্যানেলের মাধ্যমে প্রবাহিত করা হয়, যেগুলোর প্রস্থ মানুষের চুলের চেয়ে হাজারগুণ পাতলা। এখানে আয়ন চলাচলকে ৫০০ গুণ ধীর করে দেওয়া হয়েছে, যাতে স্বাদ শনাক্ত করার জন্য যথেষ্ট সময় পাওয়া যায়।

আয়নের গতি ধীর করার ফলে যন্ত্রটি প্রতিটি স্বাদকে ভালোভাবে শনাক্ত করার জন্য বেশি সময় পায়। ফলে, স্বাদের ‘মেমোরি’ বা স্মৃতি কয়েক মিলিসেকেন্ডের বদলে প্রায় ১৪০ সেকেন্ড পর্যন্ত স্থায়ী থাকে। এই সময়ের দৈর্ঘ্য মূলত ব্যবহৃত পাতলা স্তরের (মেমব্রেন) পুরুত্বের ওপর নির্ভর করে।

শেখে মানুষের মতো

প্রতিবার নতুন স্বাদের সংস্পর্শে এসে যন্ত্রটি পূর্ব অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে শেখে—কোন স্বাদ কীভাবে অনুভূত হবে। ফলে সময়ের সঙ্গে সঙ্গে স্বাদ শনাক্তে এর দক্ষতা বাড়ে।

এ বিষয়ে গবেষণার সহলেখক এবং চীনের ন্যাশনাল সেন্টার ফর ন্যানোসায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির রসায়নের অধ্যাপক ইয়ং ইয়ান জানান, ‘আমাদের যন্ত্র তরলে কাজ করতে পারে, পরিবেশ বুঝতে পারে, এমনকি তথ্য প্রক্রিয়াও করতে পারে—যেমনটা আমাদের স্নায়ুতন্ত্র করে।’

২০২৪ সালের অক্টোবরে ‘নেচার জার্নালে প্রকাশিত অ্যান্ড্রু প্যাননের একটি গবেষণার সঙ্গে তাঁরা তাঁদের গবেষণার ফলাফল তুলনা করেছেন। সেখানে জটিল নিউরাল নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে গ্রাফিনভিত্তিক যন্ত্র তৈরি করা হয়। তবে ইয়ানের মতে তাঁদের যন্ত্র তার চেয়ে সহজতর প্রযুক্তিতে মিলিয়ে দিতে পারে আরও নিখুঁত ফলাফল।

সম্ভাবনা ও ভবিষ্যৎ ব্যবহার

গবেষকদের মতে, এই কৃত্রিম জিভ প্রযুক্তি নানা গুরুত্বপূর্ণ কাজে লাগতে পারে। এটি রোগ শনাক্ত, ওষুধের পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া বোঝা, স্বাদ অনুভব করতে অক্ষম রোগীদের সহায়তা, খাদ্য ও পানীয়র মান নিয়ন্ত্রণ এবং পানির গুণমান নির্ধারণে ব্যবহৃত হতে পারে।

তবে এখনো কিছু চ্যালেঞ্জ আছে। যন্ত্রটি এখনো আকারে বড়, সংবেদনশীলতা বাড়ানো দরকার এবং শক্তি খরচ কমানো দরকার বলে স্বীকার করেছেন অধ্যাপক ইয়ং ইয়ান।

তিনি বলেন, ‘যখন আমরা উৎপাদন প্রক্রিয়া আরও উন্নত করতে পারব, শক্তি খরচ কমিয়ে আনতে পারব এবং একাধিক সেন্সর একত্রে কাজ করতে পারবে, তখন আগামী এক দশকের মধ্যেই এই প্রযুক্তি স্বাস্থ্যসেবা, রোবটিকস এবং পরিবেশ বিশ্লেষণে বিপ্লব আনবে।’

তথ্যসূত্র: লাইভ সায়েন্স