
深夜厨房里,智能冰箱显示屏跳出提醒:“根据您的味觉偏好和今日血糖数据,为您推荐的晚餐蛋白质选择为清蒸鳕鱼,而非红烧肉。”
深夜十一点,当大多数人沉入梦乡时,中国科学院半导体所的一间实验室里,一块看似普通的芯片正在安静地“品尝”不同浓度的盐水。不到一秒时间内,它已经通过尖峰脉冲信号,精确地区分出53种不同浓度的咸味溶液,准确率高达99.4%。
这并非是科幻电影中的场景,而是正在发生的现实。2026年初,中国科研团队宣布成功研制出晶圆级集成的多模态仿生味觉传感系统,它不仅能感知味觉,还能直接处理信息,将感、存、算功能集于一身。
而我们正在进入一个AI不仅能“看”能“听”,更能“品味”的时代。
01 突破技术瓶颈
过去的味觉传感系统,如日本的TS-5000Z和欧洲的ASTREE LS16/48电子舌,虽能检测酸、甜、苦、咸、鲜、涩等多种基本味觉,但它们的工作更像功能单一的数据采集器。
这些设备传感器寿命可重复使用4000次以上,单次分析耗时不超过20分钟,已经在食品工业、药品研发和质量监控领域广泛应用。
但它们面临的根本限制在于:无法实现真正的感存算一体化,需要将采集的数据发送到外部处理器进行分析,这限制了它们的响应速度和集成度。
直到中国科学院的两个研究团队几乎同时取得了突破。半导体所王丽丽研究团队开发出一种名为“CoM架构”的新型化学感知振荡架构。
这一架构直接将易失性忆阻器单元与电池单元三维集成,使得每个器件都能在没有外部能量供给的情况下,将外部化学刺激转化为内部电尖峰脉冲信号。
这种技术突破意味着什么?它意味着味觉传感器首次能够像生物味蕾一样,在被刺激的同时直接产生“神经信号”,而不是像传统电子舌那样,只能被动地采集化学数据,然后传送给外部处理器分析。
02 新一代智能味觉系统
中国科学院国家纳米科学中心鄢勇团队的突破同样令人振奋。他们基于层叠的氧化石墨烯薄膜,开发出一种集传感与计算功能于一体的新型纳米离子器件。
这一系统可以在水相中工作,利用氧化石墨烯片层中界面吸附-解吸附过程迟滞离子迁移速度的特性,同时实现离子传感和忆阻特性。
这项技术的神奇之处在于,它能实现酸、苦、咸、甜四种基本味型,以及咖啡、可乐等复杂风味的准确识别,为智能味觉系统的发展奠定了基础。
这意味着,未来的AI味觉系统不再需要复杂的实验室设备,而是可以集成到日常生活中的各种设备里,从智能厨房设备到可穿戴健康监测器。
03 传统与智能的对比
| 特征维度 | 传统电子舌/味觉分析系统 | 新一代仿生智能味觉芯片 |
|---|---|---|
| 核心技术 | 人工脂膜传感器/ChemFET | 忆阻器与电池单元三维集成/氧化石墨烯薄膜 |
| 数据处理方式 | 外部服务器分析处理 | 感存算一体,原位处理 |
| 响应速度 | 单次分析需几分钟至20分钟 | 毫秒级响应,实时处理 |
| 能耗特征 | 较高,需外部电源持续供电 | 极低,部分可实现自驱动 |
| 集成度 | 仪器化,体积较大 | 芯片化,可微型化集成 |
| 主要应用场景 | 实验室、工业质检 | 消费电子、可穿戴设备、个性化健康管理 |
04 产业变革的多维应用
AI味觉技术带来的不仅是实验室里的突破,更是一场从厨房到诊所的全方位变革。2025年,成都一家川味餐厅的后厨里,搭载多模态传感器的第四代智能炒菜机器人正依据DeepFry算法动态调整爆炒参数。
多光谱传感器阵列实时捕捉油温梯度变化,卷积神经网络解析火候的量子跃迁规律。这些技术使得菜品风味标准差能控制在0.3%以内。
在上海食品AI研究院,科研团队研发的FreshNet系统采用高光谱成像技术,结合时空注意力机制,可在毫秒级判定生鲜食材的新鲜度,识别准确率高达99.5%。
更有前瞻性的是基于AI的营养管理系统。在北京的智慧餐厅中,NutriFace系统结合微表情识别与可穿戴设备数据,构建用户营养需求向量空间,实现菜单的量子化定制。
京东健康开发的AI营养师“小晶”,依托医疗大模型技术,已为超过1000万新生儿家庭提供科学喂养指导方案。在扬州深潜大运河中心的“智慧餐厅”,康比特AI运动营养师会根据用餐者绑定的健康数据,实时指导菜品取用,告知当餐营养素摄入情况。
05 个性化健康新范式
随着老龄化趋势加剧,中国40岁以上人口已超过6亿,其中60岁及以上人口突破3.1亿。在这样的背景下,个性化营养管理变得尤为迫切。
传统营养补充面临“无效补充”的痛点。不同个体的消化吸收能力、代谢状况和营养需求存在巨大差异,千人一方的营养方案效果有限。
飞鹤爱本开发的首款AI功能营养品,利用AI技术分析小分子乳蛋白的潜在功效作用机制,优化产品配方。在他们的临床实验中,使用该产品的人群运动距离提升77%,肌肉神经信号传导提升169%。
在江苏扬州的一所智慧餐厅中,康比特AI运动营养师会根据用餐者的体检数据,在取餐全程进行指导,实时反馈营养素摄入情况。用餐者结束后可以查看详细的营养分析报告,包括能量摄入总量、蛋白质、脂肪等各项数据。
06 技术与伦理的双重思考
当技术突破带来无限可能时,我们不得不思考其带来的伦理与社会问题。AI味觉技术的普及意味着我们的饮食习惯、健康数据甚至味觉偏好都将成为可量化的数字信息。
这些数据的隐私如何保护?谁有权访问和使用这些高度个人化的数据?当AI能够精确预测我们的味觉偏好时,是否存在被商业利益操纵的风险?
大连理工大学附属中心医院营养科主任王兴国指出,AI营养师在简单营养问题咨询、营养方案定制等场景中可以高效服务大众,但无法完全替代人类营养师的情绪价值。
中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授朱毅也认为,人类营养师能捕捉用户生活中的微妙变化,比如精神状态改变、情绪波动等,这是AI无法提供的。
“感存算一体” 的仿生智能味觉系统的发展正迎来关键突破。数字味觉技术的全球市场规模正在增长,预计到2030年全球电子舌头市场规模将达到38.9亿元。
当深夜实验室里的芯片“品尝”盐水时,它不仅仅是在执行化学分析,而是在模拟人类最古老的感官体验。这些被量化的味觉数据正汇集成每个人的“味觉指纹”,描绘出一幅从分子到健康的完整图谱。
未来某天,当你感到疲劳时,智能水杯可能会推荐富含特定电解质的饮品;当你体检指标异常时,家庭营养师会调整下周的购物清单。味觉不再是简单的感官愉悦,而是健康管理的门户。
从实验室的数据到餐桌上的食物,AI味觉传感器正在悄然改变我们与食物的关系,也重新定义着“个性化健康”的真正含义。
