Искусственный интеллект получил нос 01.03.2017

Ученые давно спорят о том, как именно рецепторы человеческого организма позволяют нам воспринимать широкий спектр запахов и давать им те или иные описания. В попытках решить эту проблему, командам инженеров со всего мира было предложено создать ИИ, который смог бы воспринимать запахи не хуже человека.

Предсказать цвет не так уж сложно: к примеру, если световая волна достигает длины 510 нм, то большинство людей скажут, что она зеленая. Но вот выяснить, как пахнет конкретная молекула, намного сложнее. 22 команды ученых создали набор алгоритмов, способных предсказать запахи различных молекул в зависимости от их химической структуры. Еще предстоит выяснить весь спектр практического применения программы, но разработчики надеются, что в первую очередь она поможет парфюмерам, фармацевтам и сотрудникам пищевой сферы разрабатывать новые, уникальные сочетания запахов.

Работа началась с недавнего исследования, проведенного Лесли Воссхаллом и его коллегами из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, в котором 49 добровольцев должны были угадать запах 467 пахучих веществ. Для каждого из них была разработана система сравнения из 19 базовых паттернов: испытуемые говорили, похож ли запах на рыбу или чеснок, оценивали интенсивность и индивидуальную приятность аромата. В итоге был создан каталог, насчитывающий более чем миллион ячеек, характеризующих те или иные пахучие молекулы.

Когда об этом узнал вычислительный биолог Пабло Мейер, то сразу увидел в исследовании возможность проверить, сможет ли компьютерная система предсказать то, как люди будут оценивать запахи. Несмотря на то, что исследователи обнаружили около 400 рецепторов запаха в организме человека, для ученых остается загадкой то, как именно они работают сообща так, чтобы человек мог различать даже легкие оттенки запахов.

В 2015 году Мейер и его коллеги запустили DREAM Olfaction Prediction Challenge. Участники состязания получили в свое распоряжение те самые рейтинговые таблицы волонтеров, описывающие запахи, вместе с химической структурой молекул, которые их производят. Помимо этого, участником предоставили базу из 4800 описаний для каждой отдельной молекулы - ее атомы, их взаимное расположение, общую геометрию, что в итоге составило порядка 2 миллионов дата-точек. В итоге данные должны быть использованы для обучения компьютерных программ распознаванию запахов на основе структурной информации.

В конкурсе приняло участие 22 команды со всего мира, и, хотя хорошо поработали многие, две команды стоит выделить особо. Команда штата Мичиган, во главе с Йан Фан Гуаном, лучше всех смогла составить алгоритм прогнозирования запахов отдельных вещей. Другая команда из Аризонского университета, во главе с Ричардом Геркином, лучше всех смогла обучить программу средней оценке запахов среди всей выборки. Об этом Мейер сообщает в статье, опубликованной в журнале Science.

Конечно, многие ученые скептически относятся к разработкам, говоря о том, что проделанный труд хоть и вносит существенный вклад в науку, но все же является довольно примитивной подборкой, и 19 описательных элементов для всего спектра запахов в природе - это явно очень и очень мало.

Альтернативные исследования с добровольцами использовали от 80 и больше подобных критериев, позволяющих на словах оценить различные запахи. Неясно, сможет ли существующий алгоритм корректно прогнозировать оценку запахов, если ему придется столкнуться с таким массивом информации. Так что, на сегодняшний день восприятие запахов остается загадкой как для медиков, так и для инженеров.

Следующая новость: Накопитель Western Digital iNAND 7350 256 Гбайт для смартфонов 01.03.2017

Предыдущая новость: MAX14001 - универсальный изолированный дискретный вход 28.02.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ученые вживили чип в мозг 24.07.2017

Американские ученые вживили микрочип в мозг, чтобы восстановить утраченное человеком зрение. Новая разработка под названием FlatScope воздействует на определенные участки мозга и помогает слепым видеть. Устройство контролирует и запускает нейроны, которые отвечают за получение зрительной информации. Данное изобретение является частью проекта DARPA - инициативы, посвященной созданию нейронного интерфейса, помогающего решать различные проблемы со здоровьем. Специалисты рассчитывают, что п ...>>

Климатическое оружие против аномалий погоды 24.07.2017

Национальный центр атмосферных исследований Боулдера, изучив тенденцию постоянно ухудшающегося климата на Земле, предложил справляться с возникшей проблемой созданным ведущими государствами "климатическим оружием". Повышение концентрации парниковых газов, лесные пожары и таяние полярных льдов уже привели к необратимым последствиям, которые еще возможно ликвидировать. В борьбе с аномальными погодными условиями, которые скоро станут нормой, помогут открытия в области геоинженерии. Ученые пре ...>>

Разработан вогнутый датчик изображения 23.07.2017

Датчики изображения в современных камерах имеют плоскую форму. Такой датчик проще изготовить, но с точки зрения качества изображения предпочтительной была бы вогнутая светочувствительная поверхность. С одной стороны, она обеспечивает более равномерную освещенность светочувствительных элементов по всему кадру, поскольку свет падает на удаленные от оптической оси участки под углом, близким к нормали. С другой стороны, упрощаются объективы, поскольку расстояние от объектива до всех точек датчика ст ...>>

Найдены самые долгоживущие существа на Земле 23.07.2017

Американские ученые обнаружили самые долгоживущие существа на Земле, секрет которых надеются использовать для продления жизни человеку. Это глубоководные сидячие черви со дна Карибского моря, некоторым уже более 300 лет. Особи Escarpia laminata переходят в долголетии за границу, которую ни один другой вид живых существ никогда не переходил. А так как невозможно точно определить возраст для самых длинных особей этого вида, вполне возможно, что некоторые из них живут еще дольше. Черви больше ...>>

Золотые наночастицы синтезировали с помощью мимиозы 22.07.2017

Международная группа исследователей научилась синтезировать содержащие золото наночастицы с помощью бактерий, обитающих внутри мимозы стыдливой (Mimosa pudica). Полученные соединения обладают выраженными бактерицидными свойствами. По мнению авторов исследования, их работа может быть полезна для создания новых лекарств, борющихся с устойчивыми к антибиотикам бактериями. "Настоящее исследование предлагает быстрый и экологически чистый способ синтеза наночастиц, содержащих золото, с помощью н ...>>

Случайная новость из Архива

Две одновременные формы жидкой воды 20.07.2017

Из курса школьной физики нам известно, что вода, одно из самых распространенных веществ на земном шаре, может существовать в трех формах - в виде водяного пара, жидкости и льда. Однако, группа исследователей из Швеции выяснила, что на самом деле все обстоит гораздо сложнее, при низких температурах, близких к точке замерзания, вода представляет собой смесь из двух жидкостей, кардинально отличающихся друг от друга по плотности и молекулярному строению.

"При некоторых пограничных условиях вода ведет себя весьма странно" - рассказывает Андерс Нильсон (Anders Nilsson), профессор физической химии из Стокгольмского университета, - "При низкой температуре вода существует в виде смеси двух различных жидкостей".

Исследуя молекулярную структуру охлажденной почти до точки замерзания воды при помощи рентгеновского излучения, ученые обнаружили наличие в объеме воды двух видов жидкости, с высокой плотностью и с более низкой, отличающиеся друг от друга пространственным положением молекул воды и их количеством в единице объема. Этот факт служит первым доказательством теории, выдвинутой Андерсом Нильсоном уже несколько лет назад, согласно которой вся вода на Земле находится в постоянном движении, переходя из одной формы в другую. А эти фазовые переходы, затрагивающие бесконечно малые объемы воды, длятся всего несколько пикосекунд.

Если "двойственный характер" воды будет подтвержден результатами других исследований, это послужит объяснением некоторых необычных свойств жидкой воды, в частности, ее высокой теплоемкости, и факта, что вода обретает свою максимальную плотность только при температуре в 4 градуса Цельсия и выше.

Пока еще не совсем ясно, к каким практическим вещам может привести сделанное шведскими учеными открытие. Тем не менее, углубленное понимание свойств воды может привести к разработке новых и более эффективных технологий очистки и опреснения, которые, в свою очередь, станут решением одной из самых острых проблем в некоторых уголках земного шара.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники