Нов компютърно обучен ароматен модел се справи по-добре от хората при идентифицирането на миризми. При анализирането на 500 000 потенциални молекули на миризми, които никога преди не са били синтезирани, той също така лесно свърши работа, която ще отнеме 70 човеко-години, за да завърши.
Докато машините стават все по-добри и по-добри в имитирането на зрението и вкуса на хората, те изостават малко по отношение на развитието на обоняние. Разбира се, има електронни носове, които могат да надушат рак в кръвните клетки и да оценят въздуха около пречиствателните станции за отпадни води, например, но истинското обоняние, захранвано от компютър, е неуловимо. Може би това е така, защото носовете ни имат 400 обонятелни рецептора, което е много повече от четирите рецептора, които използваме за зрение и приблизително 40, които използваме за вкус.
В стремежа си да изравнят компютъризирания сензорен входен резултат, изследователи от Monell Chemical Senses Center на Университета на Пенсилвания, заедно с колеги от Osmo (разклонение на Google DeepMind), ръководят проучване, което създава система, базирана на невронна мрежа, която може да анализира молекула с мирис и да опише – на човешки език – как трябва да мирише тази молекула. Системата AI доведе до разработването на това, което изследователите нарекоха Основна карта на миризмата (POM).
„В изследването на обонянието […] въпросът кои физични свойства карат пренасяната във въздуха молекула да мирише по начина, по който мирише на мозъка, остава загадка”, каза старшият съавтор на изследването Джоел Мейнланд от Monell. “Но ако компютърът може да различи връзката между това как са оформени молекулите и как в крайна сметка възприемаме техните миризми, учените биха могли да използват това знание, за да разширят разбирането за това как нашите мозъци и носове работят заедно.”
Подобни знания биха могли да помогнат на изследователите да разработят по-добри репеленти против комари или дезодориращи продукти, наред с други възможни приложения.
За да обучи системата, изследователският екип я захранва с молекулярната структура на 5000 ароматизатора, както и със серия от описания, които описват миризми като “ментов” или “мухлясал”. Екипът също така привлече 15 участници, които подушиха 400 миризми и получиха 55 думи, които могат да използват, за да опишат всяка миризма.
При тестовете AI системата се справи малко по-добре от участниците в панела. Но имаше още по-впечатляващ резултат.
“Най-изненадващият резултат обаче е, че моделът успя в обонятелните задачи, за които не беше обучен”, каза Мейнланд. „Поразителното беше, че никога не сме го обучавали да научава силата на миризмата, но въпреки това можеше да прави точни прогнози.“
След това изследователите са използвали системата, за да картографират 500 000 молекули на миризми, които никога не са били синтезирани – задача, казва екипът, която ще отнеме на човек 70 години подушване, за да я изпълни.
„Напредъкът в неврологията често се измерва чрез създаването и откриването на нови карти на света, поддържани от невронни вериги“, пишат изследователите. „Всяко от тях е възможно само защото учените първо разполагат с карта на външния свят и след това измерват как отговорите в мозъка варират в зависимост от позицията на стимула на картата. Това проучване предлага и валидира управлявана от данни карта на човешкото обоняние. Надяваме се, че тази карта ще да бъдат полезни за изследователи в областта на химията, обонятелната невронаука и психофизиката […] като нов инструмент за изследване на природата на обонятелното усещане.”
Изследването е публикувано в списанието, Наука.
източник: Monell Chemical Senses Center чрез EurekAlert
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
