德媒：硅基鼻子如何实现数字化“细嗅蔷薇”

来源：环球时报

德国《时代周报》1月16日刊发文章，原标题为：香蕉的芬芳与呕吐物的恶臭，或许只相差几个原子。那么人工智能（AI）也能像人类一样“心有猛虎，细嗅蔷薇”吗？Osmo公司创始人、神经科学家威尔奇科，曾在哈佛大学和谷歌实验室内展开深入研究，他的目标非常明确：就是教会AI如何“嗅闻”，从而将人类最重要的感官之一数字化。这样一来，AI也能如人类般“记住”世间万般气味。在未来某一天，或许我们能像储存和传输图片、视频及音乐那样，轻松地保存和发送气味。例如，奶奶厨房的味道、初恋时刻的香水气息、初夏时节的雨意……这些珍贵的记忆片段，都能通过气味得以重现。

然而，气味的世界极其复杂多变。科学家们直至20世纪90年代初才大致理清嗅觉的基本原理。我们周围大约存在着4000亿种不同的气味分子，它们在鼻腔内与多达400种嗅觉受体如同钥匙开锁般相结合，这一过程触发神经刺激，最终传递至大脑中负责情绪与记忆的区域，让我们“闻到”各种气息。

要“数字化”气味世界，就如同处理声音与图像一样，需要为其构建一套完整的系统。最初，气味分子的化学结构几乎无法揭示其独特气息的任何线索。两种分子之间细微的差别，便能使得一种闻起来像芬芳的香蕉，另一种则如同令人不快的呕吐物；而结构迥然不同的两种分子，却可能散发出非常相似的气息。

研究人员偶然发现了两份香水目录，其中详细列出了一些气味分子的化学结构及对其气味的描述。AI通过将气味分子的化学式与相应描述联系起来，并对整个气味世界进行分类，最终构建出了一张虚拟的嗅觉地图。这张嗅觉地图可以被形象地想象成一个充满“花香星系”“肉味星系”“酒精星系”等的“气味宇宙”，每个“星系”内部都包含着由众多气味分子构成的“恒星系统”。借助这张嗅觉地图，研究团队能够向AI展示未知分子的结构，并询问它“闻起来是什么味道”。结果发现，AI对气味的描述，有时比人类测试对象还要稍微准确一些。这一嗅觉地图被学界视为“突破性研究”，有科学家指出，这是计算机首次实现了比人类更精准的嗅觉感知。AI成功将嗅觉数字化，并进行了训练和模拟。

威尔奇科已将这项研究转化为一款实用的软件产品：它不仅能够根据分子结构预测其气味，还能通过输入“橙子”“香草”或“肉桂”等关键词，提供与之匹配的分子结构式。这项技术有望为香水研发节省大量投入。但自然界中的大多数天然气息并非源自单一分子，且分子的气味特征往往取决于其在空气中的浓度。威尔奇科团队正逐步尝试教会计算机模型理解自然界气息的复杂性。科研人员在实验室内将鲜花、水果、蔬菜、皮革等物品进行粉碎，用特殊的仪器捕捉、过滤出其中的气味分子，以此不断扩展AI的知识库。

威尔奇科团队还利用“硅基鼻子”来寻找理想的驱蚊剂，已成功识别出约10种在效果上可与避蚊胺媲美的分子。他们首次实现了“数字化传输气味”：机器在某个地点捕捉到李子的香气，经过AI解码与重建，让气味打印机在异地制造出堪称“原味”的香气。气味世界是否存在类似视觉中的红、绿、蓝三原色系统？目前尚未有定论，不过威尔奇科认为，构成气味世界的基础分子确实存在。他坚信，随着时间的推移，“气味瞬移装置”将变得更小巧，终有一日，气味也能够像图像和声音一样自如传输。（作者尼古拉斯·基利安，青木译）