Программисты попытались научить компьютер нюхать
Москва, 21:05, 09 Окт 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Наше обоняние весьма специфично. Два вещества с совершенно разными химическими формулами для человека могут пахнуть почти одинаково.
В середине 80-х годов группа исследователей из США набрала более ста человек, чтобы помочь составить список молекул и связанных с ними ароматов. Из этого источника информации стало известно, что бензальдегид пахнет вишнями, а изоамилацетат — бананами. Но такие «атласы запаха» весьма трудоемки, и традиционно они обслуживают довольно ограниченные потребности индустрии ароматов, не изучая полный спектр человеческого обоняния.
На протяжении многих лет биологи, специализирующиеся на психофизике запаха, продолжали работать над проблемой. В начале этого года профессор Воссхолл опубликовал новое решение, на этот раз, используя компьютерные алгоритмы.
Сначала исследователи попросили около пятидесяти человек оценить интенсивность и приятность 474 молекул запаха и описать их с использованием таких терминов, как «кожа», «фрукты», «выпечка» и «химический». Затем они предоставили программистам более чем 4000 фрагментов информации о молекулах, начиная от атомов их компонентов и заканчивая трехмерными формами. Программисты использовали методы машинного обучения для выяснения связей между химией молекул и их восприятием. Подмножество исходных данных было разделено так, чтобы его можно было использовать для проверки того, насколько точны модели.
Что же предсказал компьютер?
Прогнозы компьютера менялись по точности, но для некоторых ароматов, особенно «чесночных» или «рыбных», прогнозы получились довольно хорошо. Эти категории запаха являются очень узнаваемыми и очень сильно связаны с некоторыми соединениями серы для чеснока и соединениями аммиака для рыб.
Тем не менее, несмотря на то, что у них было много информации о том, как выглядели молекулы, и, несмотря на улучшения в сравнении с более ранними работами, программисты в основном не смогли представить надежные прогнозы запахов.
Один из способов интерпретировать результаты эксперимента заключается в том, что ученым требуется больше данных — больше мнений от большего числа людей о том, как пахнут молекулы.
Но, скорее всего, ученые и программисты все еще слишком упрощают понятия об обонянии. В носу есть сотни рецепторов запаха. В отличие от своих «братьев» во рту, которые чувствуют только один из ключевых вкусов — сладость, соленость, умами, кислоту и горечь — они не являются специализированными. Вместо этого они, похоже, взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой различными способами, отправляя множество сообщений в мозг, которые тот интерпретирует как аромат шоколадного торта, опилок, сирени.
Ясно, что механизмы запаха не так просты, как фиксация ключа в замочную скважину или даже алкалоид из вашего утреннего кофе, поражающий горький рецептор на вашем языке. Трудность проблемы делает еще более изумительным то, что мы можем легко распознавать запахи.
