嗅觉智能:AI如何将我们的嗅觉数字化

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  • 嗅觉是我们最古老的感官,它能唤起情感与记忆,而视觉、听觉、味觉和触觉则无法做到这一点。

  • 然而,嗅觉仍是我们最不为人所了解的感官之一,技术才刚刚开始学习如何运用嗅觉智能。

  • AI驱动的嗅觉智能是推动医疗保健、可持续发展以及人与人之间情感联结变革的关键。

嗅觉与情感和记忆的联系,是其他感官所不具备的。一块面包的香气可以把我们带回童年的厨房,而所爱之人的香水味则能在多年之后带来慰藉。嗅觉也是我们最古老的感官,经过数百万年的进化,帮助我们的祖先察觉危险、寻找食物、辨认亲属和找到水源。

气味长期以来既是自然界的工具,也是人类的工具。从许多方面来看,它就是自然界本身的语言。花朵散发出迷人的香气,吸引传粉者助其繁殖。狗凭借灵敏的嗅觉,既能辨别熟透番茄这样平常的气味,也能探测癌细胞这样至关重要的气味。

尽管嗅觉十分重要,它却是最不为人所了解的感官之一,在数字世界中尤其如此。几十年来,计算机已能看见和听见,从根本上改变了我们的沟通、工作方式以及对世界的认知。然而,计算机直到最近才刚开始通过嗅觉智能(OI)的发展,学习如何运用气味。

嗅觉智能可以显著改善医疗保健、可持续发展以及人与人之间情感联结。

嗅觉智能的发展

视觉有三个维度(红、绿、蓝),听觉有一个维度(频率),与之不同,嗅觉涉及数百种受体类型,因此过于复杂,传统科学难以对其进行绘图。

如果没有人工智能(AI),气味的数字化就不可能实现。借助图神经网络,我们绘制出了一张嗅觉图谱,解开了哪些分子产生哪些气味的谜题。这使计算机能够以数字方式记录、分析并再现这些气味。

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每个步骤都与图像的存储和再现方式相似。你用相机拍摄照片,下载图像,进行锐化或编辑,然后发送到打印机。气味则通过一种名为气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)的实验室设备采集,该设备的体积大约与洗碗机相当。

GC-MS将气味分解为单个分子,这与相机将图像分解为像素的方式如出一辙。原始数据随后被转换为气味编码,并可上传至云端。

嗅觉智能目前的应用情况

尽管较为复杂,嗅觉智能目前已应用于从香水到医疗保健等少数行业及其他领域。

香水行业

嗅觉智能的首次试验应用于香水领域,即再现气味一颗刚切开的夏季李子的气味。李子的气味被采集并转化为一种液体香料,其气味与原物完全一致。这为嗅觉智能在香水行业的应用打开了大门,改变了香水的生产方式,同时也起到了概念验证的作用。

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借助嗅觉智能,原本需要数年才能完成的香水研发周期可缩短至数天,从而为创作过程留出更多时间,同时大幅降低许多品牌往往难以承受的成本。

每开发一款香水,这项技术都会变得更加智能。用于制作香水、香皂和蜡烛的优美气味,所含分子与人们更好地理解人类健康与幸福所需的气味分子相同。相关研究持续增长,嗅觉智能如今已在香水之外展现出深远影响。

保障供应链安全

嗅觉智能也在应对零售行业代价高昂的假冒问题。与现有的认证技术不同,嗅觉智能能够读取正品独有的气味特征,识别假冒产品,辨别细微的气味模式,忽略背景气味,并提供可靠的结果。

驱虫剂

除香料原料外,嗅觉智能还被用于开发新型驱虫剂,其效力是常见活性成分避蚊胺(DEET)的10倍。世界卫生组织(WHO)估计,蚊子等传播疾病的昆虫每年在全球造成近百万人死亡。这些新型驱虫剂正直接着手解决这一问题。

这些例子只是嗅觉智能可以带领我们前往之处的开端。

嗅觉智能的现实影响

香水、假冒产品检测和驱虫剂,只是触及了嗅觉智能能力的表面。气味的数字化对人类健康与幸福具有众多意义。

设想这样一个世界:一台手持设备具备与花朵或狗的鼻子相同的嗅觉能力,能够净化空气,或在症状出现之前检测疾病标志物。嗅觉智能能够在大流行病暴发之前识别病毒疫情,并标记污染带来的环境健康风险。这一基础如今正在建设之中。

这已不再是科幻小说,而是我们未来切实可能的图景。可以肯定地说,嗅觉的未来才刚刚开始。借助嗅觉智能,我们将继续解读气味的语言,不仅打造更优质的技术,更将拓展人类体验本身。

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