受狗狗神奇嗅觉的启发,科学家们开发并展示了不同类型的“电子鼻”,用于嗅出癌症、神经毒气甚至爆炸物等。一个新的“电子鼻”项目声称可以提高这些设备的灵敏度和能力,通过将它们与机器学习结合,模仿犬类解读不同气味的能力。

这种新装置是一个国际研究团队的发明,已经开发了好几年,该团队对其传感器探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分子的痕迹,灵敏度比狗的鼻子高200倍。但是,像狗一样解读这些分子的含义,还是目前缺乏的技术。

来自麻省理工学院的科学家安德烈亚斯·默辛说:“狗狗根本不懂化学。它们的脑海中绝对不可能出现一系列分子列表。而当你闻到一杯咖啡时,你可能也看不到名字和浓度的清单,但你会产生一种综合的感觉。这种嗅觉特征正是狗所能挖掘的。”

为了把这些点联系起来,该研究小组建立了一个机器学习算法,对前列腺癌患者和对照组的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,该程序能够以高度可靠性识别代表该疾病的挥发性有机化合物的模式。

上图:一种新型电子鼻使用机器学习来解释不同的气味。

研究人员解释道:“我们知道,传感器在探测极限方面已经比狗狗做得更好,但我们之前没有展示的是,我们可以训练人工智能来模仿狗。现在,我们已经证明了可以做到这一点:狗的行为可以在一定程度上复制。”

在后续的测试中,研究人员表示,他们的系统在识别前列腺癌方面能够与狗狗的准确率相匹配,两者的成功率都超过70%。

进一步开发该系统还需要更多的研究,但该团队希望有一天能将该技术压缩成气味探测器,并能像今天的相机一样嵌入智能手机。

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