AI可媲美人類鼻子

徐銳

如今的人工智能（AI）似乎無所不能。2023年8月31日，在一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)》的研究中，研究人員設(shè)計(jì)的AI系統(tǒng)可以簡單地通過分析某種化合物的分子結(jié)構(gòu)來描述其氣味，且與受過訓(xùn)練的人類嗅覺的描述相似。

設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的研究人員用它列出了與數(shù)百種化學(xué)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的氣味。這個(gè)“氣味指南”可以幫助研究人員設(shè)計(jì)新的合成氣味，并使研究人員更深入地了解人類大腦是如何解釋氣味的。

氣味是唯一一種直接從鼻子傳遞到大腦記憶和情感中心的感覺信息，這條直達(dá)途徑解釋了為什么氣味能喚起特定的強(qiáng)烈記憶。

為了探索化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與氣味之間的聯(lián)系，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以將55個(gè)描述性詞匯中的一個(gè)或多個(gè)，如魚腥味、葡萄酒味等同氣味掛鉤。該團(tuán)隊(duì)指示AI描述約5000種氣味物質(zhì)的香氣，分析每種氣味物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以確定結(jié)構(gòu)和香氣之間的關(guān)系。

該系統(tǒng)確定了一種化學(xué)品結(jié)構(gòu)與特定氣味之間的約250種相關(guān)性。研究人員將這些相關(guān)性組合成一個(gè)“主要?dú)馕秷D”（POM），為AI預(yù)測新分子的氣味提供參考。

為了將POM與人類鼻子進(jìn)行對(duì)比，研究人員對(duì)15名志愿者進(jìn)行了培訓(xùn)，讓他們將特定的氣味與AI使用的描述性詞匯聯(lián)系起來。研究人員收集了數(shù)百種自然界中不存在但人們足夠熟悉的氣味。他們要求志愿者描述其中的323種，同時(shí)讓AI根據(jù)每種新分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)預(yù)測其氣味。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，AI的預(yù)測結(jié)果與志愿者平均給出的描述非常相近。

但有專家指出，氣味是非常個(gè)人化的東西，志愿者答案的平均值不一定是描述氣味的正確答案。還有專家認(rèn)為POM并沒有揭示人類嗅覺背后的生物學(xué)意義，例如，不同的分子是如何與人類鼻子中約350個(gè)氣味受體相互作用的。

該團(tuán)隊(duì)下一步將嘗試找出氣味是如何相互結(jié)合和競爭的，以創(chuàng)造出人腦所解析的與單個(gè)氣味分子完全不同的氣味。

（選自2023年9月4日《中國科學(xué)報(bào)》，本刊有刪改）