对话华东理工胡静：如何用牛奶和凝胶，造出10秒测辣度的“人工舌头”？

搜狐科技《思想大爆炸——对话科学家》栏目第144期，对话华东理工大学化工学院教授胡静。

嘉宾简介：

胡静，华东理工大学化工学院教授、博士生导师，国家重大高层次人才。长期从事面向健康安全的纳米功能材料研究，主要方向包括：有机无机纳米杂化材料；基于机器学习和理论计算预测气味特征及感知机制；气味分子的调控及智能传感检测；高品质芳香产品的合成及规模化。

• 这项技术将主观的、模糊的“辣得受不了”的人体感受，转化为客观、可量化的数据信号。

• 凝胶兼具生物安全性和柔软性，极大程度地模拟了人类舌头的特性。

• 辣是一种痛感，如果能利用这一机制训练机器人，将会提升其服务能力。

出品｜搜狐科技

作者｜周锦童

编辑｜杨 锦

吃火锅的时候，我们的舌尖会爆发出灼热的痛感，吃辣条的时候，我们的味蕾又像是被点燃的火焰，但人类对于“辣”的感知好像总是主观而又模糊的。

然而，在食品工业的质量控制中，每一瓶辣酱、每一袋调味料的辣度都必须精准量化。这个看似矛盾的难题，正被一项前沿技术悄然破解……

近日，华东理工大学的研究团队成功研发了一种基于凝胶的“人工舌头”，它不仅能精确区分从甜椒到朝天椒的辣度等级，更能将人类从“火辣”的试味工作中解放出来。

“人工舌头”是如何破解辣度密码的？有哪些应用场景？未来会给我们的生活带来哪些改变呢？带着这些问题，搜狐科技对话了华东理工大学化工学院胡静教授。

从“牛奶解辣”中获取灵感

“日常生活中，小朋友吃到辣的菜肴常常用牛奶解辣，这是因为牛奶中的酪蛋白能与辣椒素结合，减少对口腔神经的刺激，从而缓解灼热感。我们的研究灵感也正是来源于此。”胡静介绍道。

于是，这个生活化的点子就这样被团队捕捉到了，并确立为了一个严肃的科学研究方向。

这种“人工舌头”是由凝胶制成的，其中的氯离子和氢离子可导电，里面还混合了奶粉、丙烯酸等物质。当“人工舌头”碰到辣椒素的时候，酪蛋白与其结合形成大分子复合物，离子传输速度改变，从而快速、灵敏地检测辣度的差异。

“辣度越高，电流越小。从最不辣的甜椒、灯笼椒，到最辣的朝天椒，我们都能测出来。”胡静补充道。

值得一提的是，传统传感器利用金属氧化物进行传感分析，柔韧性差、灵敏度低。而胡静团队的研究则从仿生角度出发，模拟舌头的柔软性与生物安全性，成功突破了辣觉传感的难题。

此外，传统的斯科维尔指数测试依赖人工感官，容易受主观差异与感知疲劳影响。而“人工舌头”则将模糊的感官体验转化为客观、可量化的信号，灵敏度高达0.259% wt%-¹（数值越大，说明对浓度变化的响应越灵敏），响应时间仅需10秒。

“我们的研究发表在《ACS Sensors》期刊，并被《Nature》亮点报道。课题组目前正围绕味觉传感器持续开展工作。”胡静如是说。

从测辣到人形机器人训练的跨界想象

这项技术不仅能为食品工业提供精准的辣度分级，还可能走进日常生活。

未来，网友们甚至可以通过手机连接微型“人工舌头”，为外卖菜品标注真实辣度。“在食品安全方面，它还能识别掺假、检测有害或违规添加物。”胡静如是说。

除了为食品工业提供精准的辣度分级、进行食品安全检测外，这项技术还有着广阔的应用前景。

胡静表示：“在食品领域，已有酒企联系我们希望应用于测酒的辣度；在医疗领域，它还有望帮助鼻咽癌、舌癌患者术后恢复味觉感知。”

不仅如此，更具想象力的应用是人形机器人的训练。胡静表示：“辣是一种痛感，而机器人没有自我意识。如果能利用‘痛觉’机制训练机器人，就能让它更好地服务人类。”

虽然这个设想听起来有些“玄幻”，但从国家需求层面来看，这类研究是有价值的。

“目前机器人主要依靠红外、雷达、摄像头避障，但反应不够直接。如果柔性传感器能模拟‘辣椒素痛感’，当机器人触碰硬物或尖锐物体时，就能触发类似痛觉的快速反应，从而自动规避危险。”胡静举例道。

未来要在嗅觉、味觉系统中

做出“中国传感器”

谈到这，我们不免好奇，未来是不是可以拓展到其他味觉（酸、甜、苦、鲜）甚至更复杂的风味检测？会不会发展成一个“人工全味觉系统”呢？

对此，胡静表示：“相关工作已经在推进了，未来我们将会开发小型装置，实现更全面的风味检测。”

不过，这项工作的难度极高，还涉及香料、材料、电化学等学科领域的交叉。为保证数据稳定性和重复性，往往需要上百次测试，可谓是“挖空心思”“全是眼泪”。

而面对挑战，胡静总是鼓励学生“敢为天下先”，团队成员也称她是“军师”，是“主心骨”。

谈及未来研究计划时，胡静表示：“我们希望从实验室走向产业化和工业化。高精尖传感是‘卡脖子’技术，希望五年内在嗅觉和味觉系统中研发出中国自主可控的传感器，并应用在人形机器人上。”

不过，从实验室到真正落地还有很长的路要走，胡静也希望商业界、工业界、科研界对这项研究感兴趣的朋友们能够加入进来。

“华东理工的化工是重点学科，除了味觉、嗅觉，我们也在布局化工安全与危险气体检测。毕竟化工厂一出事就是大事，所以安全是我们重点关注的方向。”胡静如是说。

运营编辑 |曹倩审核｜孟莎莎