科学家开发全新电子鼻 利用机器学习来模仿狗的嗅觉

Posted 2021-04-03 TechEdge

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受狗狗不可思议的嗅觉启发，科学家们一直在开发和演示不同类型的“电子鼻”，可以嗅出癌症、神经气体甚至爆炸物等东西。据称，一个新的例子是通过将这些设备与机器学习配对，模仿犬类解释不同气味的能力，从而提高这些设备的灵敏度和能力。

这款新设备是一个国际研究团队的作品，已经开发了好几年，团队对其传感器检测空气中不同分子的能力进行了微调。这些努力已经取得了进展，该系统可以检测和识别微小的分子痕迹，灵敏度是狗鼻子的200倍，但像狗一样“解释”这些分子的含义，是该技术一直缺乏的地方。

“这些狗不懂任何化学，”来自麻省理工学院的研究作者Andreas Mershin说。“它们不会看到脑海中出现一个分子列表。当你闻到一杯 咖啡 的味道时，你不会看到一个名称和浓度的列表，你会感觉到一种综合的感觉。这种对气味特征的感觉就是狗能挖掘的东西。”

为了将这些点联系起来，该团队建立了一个机器学习算法，对从前列腺癌患者和对照组中提取的50份尿液样本进行了训练。通过分析每组样本周围空气中的分子差异和相似性，该程序就能以高可靠性识别代表疾病的挥发性有机化合物的模式。

“我们知道传感器在探测极限方面已经比狗能做的更好，但我们之前没有证明的是，我们可以训练一个人工智能来模仿狗。”Mershin说。“而现在我们已经证明了我们可以做到这一点。我们已经证明，狗所做的事情可以在一定程度上被复制。”

在后续测试中，研究人员表示，他们的系统在识别前列腺癌方面能够与狗的准确率相媲美，都达到了70%以上的成功率。该系统的进一步发展还需要更多的研究，但该团队希望有一天能将该技术压缩成一种气味检测器，可以内置在智能 手机 中，就像现在的摄像头一样。

该研究发表在 《PLOS One》 杂志上。

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0245530

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