人工智能嗅覺聞香識玫瑰

楊先碧

如果有人蒙上我們的眼睛，并遞上來一束鮮花，我們可以聞到誘人的芳香，卻有可能說不出花的名字。睜開眼一看，原來是一束玫瑰。那么，人工智能嗅覺是否能根據香味識別出玫瑰？未來的人工智能對嗅覺意味著什么？

人工智能嗅覺比人鼻更靈敏

美國加州大學河濱分校的研究人員利用機器學習來破解化學物質的氣味。這項研究的成果在食品和香料行業(yè)有潛在應用。在日常用品中，一些散發(fā)香味的物質可能有毒或有刺激性。我們要尋找更安全、更天然或更溫和的物質來代替它們?，F在，我們可以使用人工智能來辨識天然或人工化學物質的氣味。

或許有人說，我們可以請人去聞啊。但是，與人工智能相比，人的效率和精確度實在太低。人工智能每分鐘可以篩選數百種化學物質，而且能給出相對精確的氣味參數，這種能力即使是鼻子最靈敏的人也遠遠無法與之相比。況且，讓人去聞各種各樣安全性不確定的氣味，也可能對健康帶來傷害。

如何讓人工智能嗅覺聞到氣味

人為什么可以聞到物質的氣味？這是因為人的鼻子中有500萬個嗅覺細胞，它們組成約400個氣味感受器。當某種物質的揮發(fā)性分子刺激氣味感受器時，這些感受器就被激活，人就可以感覺到這種物質的氣味。要揭開嗅覺的奧秘，就是要弄清楚不同的氣味對應著什么樣的感受器。目前，生理學家已經解開了人類嗅覺奧秘。

前述美國加州大學研究團隊采用的是仿生學研究方法。他們在人類嗅覺原理的基礎上，利用信息學和機器學習的研究成果來建立人工智能嗅覺模型。他們首先開發(fā)了一種智能程序，可以讓機器學習人類氣味感受器的運作方法。然后，他們?yōu)槿斯ぶ悄苄嵊X安排了多達約100萬種化學物質進行氣味測試，并不斷調整參數，直到人工智能嗅覺可以進行精確的測量。在最近的一次測試中，人工智能嗅覺可以聞出玫瑰的香味，而且還能根據香味的細微差異來判斷玫瑰的品種。當園藝學家今后開發(fā)出新的花卉品種后，香味指標就可以靠人工智能的測試來提供。

預測新物質的氣味

人工智能嗅覺除了對已有物質的氣味進行篩選外，更重要的是可以預測新物質的氣味。也就是說，一種物質沒有被合成出來或沒有被發(fā)現之前，我們原本不可能確切了解它的氣味，但人工智能嗅覺可以根據嗅覺數據庫中已有的各種參數，來預測新物質的氣味。比如，某公司希望開發(fā)一種新的特殊氣味的香水。為此，研究人員通過實驗室模擬，提出100種物質作為候選香味的成分;人工智能嗅覺對這些成分進行篩選，最終可以找到適合制造新氣味香水的成分。

對化學物質氣味的人工智能化預測，創(chuàng)造了一種新的科學方法，它對化學家和新產品開發(fā)者來說都有很大幫助。他們開發(fā)出新的化學物質或產品后，可以通過人工智能嗅覺來分析產生這種氣味的物質的組成和結構是否可用于食品、香料或其他相關行業(yè)。

人工智能嗅覺還可以測試按照一定的配方將多種化學物質組合后產生的氣味。這就讓人工智能為科學家提供了一個萬能的氣味“調色板”，通過它能調配出有各種功用的氣味。比如，科學家正在利用這種方法開發(fā)一種對人無味無害的驅蚊劑。

讓機器人聞氣味

要想讓機器人更像人類，那就要讓機器人獲得人類的各種感覺，其中視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺是最基本的5種感覺。目前，機器人的聽覺和視覺已基本上與人接近，但觸覺、味覺和嗅覺與人還差得很遠。科學家正在開發(fā)的人工智能嗅覺可以作為智能程序安裝在智能氣味檢測儀中，也可以安裝到機器人體內。未來的機器人應該可以分辨各種氣味。

擁有嗅覺的機器人將可被用在多個領域。在日常生活中，它們可以幫助人們更好地烹飪香氣撲鼻的美食，幫助人們挑選更合適的日用品，讓人們遠離危險區(qū)域。在反恐安檢領域，它們可以幫助特警發(fā)現隱藏的爆炸物，因為爆炸物會散發(fā)有特殊氣味的分子。在刑偵領域，機器人可以通過聞味追蹤逃犯，比警犬更有效。在防災減災領域，它們可以追蹤有害氣體的來源，比如可以幫助人們發(fā)現煤氣管道泄漏的位置。