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，在一項發表于《科學》的研究中，研究人員設計的AI系統可以簡單地通過分析某種化合物的分子結構來描述其氣味，且與受過訓練的人類嗅覺的描述相似。

設計該系統的研究人員用它列出了與數百種化學結構相對應的氣味。這個“氣味指南”可以幫助研究人員設計新的合成氣味，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，這條直達途徑解釋了為什么氣味能喚起特定的強烈記憶。

為了探索化學物質結構與氣味之間的聯系，研究團隊設計了一種神經網絡AI系統。該系統可以將55個描述性詞匯中的一個或多個，如魚腥味、葡萄酒味等同氣味掛鉤。該團隊指示AI描述約5000種氣味物質的香氣，分析每種氣味物質的化學結構，以確定結構和香氣之間的關系。

該系統確定了一種化學品結構與特定氣味之間的約250種相關性。研究人員將這些相關性組合成一個“主要氣味圖”（POM），為AI預測新分子的氣味提供參考。

為了將POM與人類鼻子進行對比，研究人員對15名志愿者進行了培訓，讓他們將特定的氣味與AI使用的描述性詞匯聯系起來。研究人員收集了數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，同時讓AI根據每種新分子的化學結構預測其氣味。結果發現，AI的預測結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。還有專家認為POM并沒有揭示人類嗅覺背后的生物學意義，例如，不同的分子是如何與人類鼻子中約350個氣味受體相互作用的。

該團隊下一步將嘗試找出氣味是如何相互結合和競爭的，以創造出人腦所解析的與單個氣味分子完全不同的氣味。

（選自2023年9月4日《中國科學報》，本刊有刪改）