Система искусственного интеллекта научилась распознавать запахи лучше людей
В то время как машины все лучше и лучше имитируют человеческое зрение и вкус, они немного отстали в плане развития обоняния. Конечно, были электронные носы, которые могли, например, вынюхивать рак в клетках крови и оценивать воздух вокруг очистных сооружений, но настоящее компьютерное обоняние было недостижимым. Возможно, это потому, что в наших носах насчитывается 400 обонятельных рецепторов, что намного больше, чем четыре рецептора, которые мы используем для зрения, и примерно 40, которые мы используем для вкуса.
Как ИИ распознает запах
Стремясь сравнять результаты компьютерного сенсорного ввода, исследователи из Центра химических ощущений Монелла при Университете Пенсильвании вместе с коллегами из Osmo (дочернее предприятие Google DeepMind) провели исследование, в ходе которого была создана система на основе нейронной сети, которая могла анализировать молекулу запаха и описывать – на человеческом языке – как эта молекула должна пахнуть. Система искусственного интеллекта привела к разработке того, что исследователи назвали Основной картой запахов (POM).
«В исследованиях обоняния [...] вопрос о том, какие физические свойства заставляют молекулу, находящуюся в воздухе, пахнуть так, как она воздействует на мозг, остается загадкой, — сказал старший соавтор исследования Джоэл Мейнленд из Монелла. — Но если компьютер сможет определить взаимосвязь между формой молекул и тем, как мы в конечном итоге воспринимаем их запахи, ученые могли бы использовать эти знания для улучшения понимания того, как наши мозг и нос работают вместе».
Такие знания могли бы помочь исследователям разработать лучшие средства от комаров или дезодорирующие продукты, среди других возможных применений.
Чтобы обучить систему, исследовательская группа предоставила ей молекулярную структуру 5000 отдушек, а также серию описаний, описывающих такие запахи, как «мятный» или «затхлый». Команда также привлекла 15 людей, которые учуяли 400 запахов и описали их при помощи 55 слов.
В тестах система искусственного интеллекта показала себя немного лучше, чем люди. Но был получен еще более впечатляющий результат.
«Самым удивительным результатом является то, что модель преуспела в выполнении обонятельных задач, которым ее не обучали, — сказал Мейнленд. — Откровением стало то, что мы никогда не обучали ее распознавать силу запаха, но, тем не менее, она может делать точные прогнозы».
Затем исследователи использовали систему для составления карты 500 000 молекул запаха, которые на самом деле никогда не синтезировались – задача, по словам команды, на выполнение которой человеку потребовалось бы 70 лет нюхания.