如果有人蒙住我們的雙眼，并遞上一束玫瑰，我們雖能聞到誘人的芳香，卻可能說(shuō)不出它是什么花。那么，人工智能能不能根據(jù)花香識(shí)別出它是玫瑰？靈敏的嗅覺(jué)對(duì)未來(lái)的人工智能意味著什么？

人工智能比人鼻更靈敏

美國(guó)加州大學(xué)河濱分校的研究人員利用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)破解化學(xué)物質(zhì)的氣味。這是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的一項(xiàng)科學(xué)研究，在食品和香料行業(yè)都有潛在應(yīng)用。

參與這個(gè)項(xiàng)目的科學(xué)家阿南達(dá)?？āだ滓琳f(shuō)道：“在日常用品中，一些散發(fā)香味的物質(zhì)可能有毒或具有刺激性。我們要尋找更安全、更天然或更溫和的物質(zhì)來(lái)代替它們。現(xiàn)在，我們可以使用人工智能來(lái)預(yù)測(cè)天然或人工的化學(xué)物質(zhì)的氣味?！?/p>

或許有人會(huì)提出，我們可以聘請(qǐng)有嗅覺(jué)專長(zhǎng)的人從事這項(xiàng)工作啊。但是，與人工智能相比，人類的工作效率和精確度實(shí)在太低了。人工智能每分鐘不僅可以篩選數(shù)百種化學(xué)物質(zhì)，而且能給出相對(duì)精確的氣味參數(shù)，鼻子最靈敏的人也無(wú)法與之相比。況且，讓人類去鑒別各種各樣安全性不確定的氣味，也可能對(duì)健康帶來(lái)傷害。

如何讓人工智能聞到氣味

人類可以聞到物質(zhì)氣味，是因?yàn)槿祟惖谋亲又杏?00萬(wàn)個(gè)嗅覺(jué)細(xì)胞，約400個(gè)氣味感受器。當(dāng)某種物質(zhì)的揮發(fā)性分子刺激氣味感受器時(shí)，這些感受器就被激活，人體就可以感覺(jué)到這種物質(zhì)的氣味。要揭開(kāi)嗅覺(jué)的奧秘，就是要弄清楚不同氣味對(duì)應(yīng)的感受器。目前，生理學(xué)家已經(jīng)充分理解了人類嗅覺(jué)的原理。

美國(guó)加州大學(xué)研究小組采用了仿生學(xué)的研究方法，在人類嗅覺(jué)原理的基礎(chǔ)上，利用信息學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)的研究成果來(lái)建立人工智能嗅覺(jué)模型。研究人員首先開(kāi)發(fā)了一種智能程序，可以讓機(jī)器學(xué)習(xí)人類氣味感受器的運(yùn)作方法。然后，他們?yōu)槿斯ぶ悄苄嵊X(jué)安排了約100萬(wàn)種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行氣味測(cè)試，并不斷地調(diào)整參數(shù)，直到人工智能嗅覺(jué)可以進(jìn)行精確測(cè)量。在近期測(cè)試中，人工智能嗅覺(jué)可以分辨出玫瑰的香味，還能根據(jù)香味的細(xì)微差異來(lái)判斷玫瑰的品種。當(dāng)園藝科學(xué)家今后開(kāi)發(fā)出新的花卉品種后，香味指標(biāo)就可以依靠人工智能的測(cè)試來(lái)提供。

預(yù)測(cè)新物質(zhì)的氣味

人工智能嗅覺(jué)除了對(duì)已有物質(zhì)的氣味進(jìn)行篩選外，更重要的是預(yù)測(cè)新物質(zhì)的氣味。也就是說(shuō)，一個(gè)物質(zhì)沒(méi)有合成出來(lái)或未被發(fā)現(xiàn)之前，我們是不可能確切了解它的氣味的。但是，人工智能嗅覺(jué)卻可以根據(jù)嗅覺(jué)數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的各種參數(shù)，來(lái)預(yù)測(cè)新物質(zhì)的氣味。

比如，某公司希望開(kāi)發(fā)一種特殊氣味的香水，研究人員在實(shí)驗(yàn)室模擬后，提出100種新物質(zhì)可以作為候選香味成分。而人工智能嗅覺(jué)則會(huì)對(duì)這些尚未合成出來(lái)的新物質(zhì)進(jìn)行篩選，最終找到適合制造香水的新物質(zhì)。

化學(xué)物質(zhì)氣味的人工智能化預(yù)測(cè)，創(chuàng)造了一種新的科學(xué)方法。這對(duì)化學(xué)家和輕工業(yè)新品開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)幫助很大，他們開(kāi)發(fā)出新的化學(xué)物質(zhì)或產(chǎn)品后，可以用人工智能嗅覺(jué)來(lái)確定這些物質(zhì)是否可以用于食品、香料或其他相關(guān)行業(yè)。

此外，人工智能嗅覺(jué)還可以測(cè)試多種化學(xué)物質(zhì)按照一定配方組合后所產(chǎn)生的氣味。因此，人工智能嗅覺(jué)為科學(xué)家提供了一個(gè)廣泛的氣味“調(diào)色板”，他們可以據(jù)此調(diào)配出各種功用的氣味。比如，科學(xué)家利用這種方法開(kāi)發(fā)出一種驅(qū)蚊劑，它會(huì)讓蚊子避之不及，但是對(duì)人類來(lái)說(shuō)卻無(wú)味無(wú)害。