麻省理工的科學家利用機器學習使電子鼻模仿狗的嗅覺
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02-18
受狗狗神奇嗅覺的啟發，科學家們開發並展示了不同類型的「電子鼻」，用於嗅出癌症、神經毒氣甚至爆炸物等。一個新的「電子鼻」項目聲稱可以提高這些設備的靈敏度和能力，通過將它們與機器學習結合，模仿犬類解讀不同氣味的能力。
這種新裝置是一個國際研究團隊的發明，已經開發了好幾年，該團隊對其感測器探測空氣中不同分子的能力進行了微調。這些努力已經取得了進展，該系統可以檢測和識別微小分子的痕迹，靈敏度比狗的鼻子高200倍。但是，像狗一樣解讀這些分子的含義，還是目前缺乏的技術。
來自麻省理工學院的科學家安德烈亞斯·默辛說：「狗狗根本不懂化學。它們的腦海中絕對不可能出現一系列分子列表。而當你聞到一杯咖啡時，你可能也看不到名字和濃度的清單，但你會產生一種綜合的感覺。這種嗅覺特徵正是狗所能挖掘的。」
為了把這些點聯繫起來，該研究小組建立了一個機器學習演算法，對前列腺癌患者和對照組的50份尿液樣本進行了訓練。通過分析每組樣本周圍空氣中的分子差異和相似性，該程序能夠以高度可靠性識別代表該疾病的揮發性有機化合物的模式。
上圖：一種新型電子鼻使用機器學習來解釋不同的氣味。
研究人員解釋道：「我們知道，感測器在探測極限方面已經比狗狗做得更好，但我們之前沒有展示的是，我們可以訓練人工智慧來模仿狗。現在，我們已經證明了可以做到這一點：狗的行為可以在一定程度上複製。」
在後續的測試中，研究人員表示，他們的系統在識別前列腺癌方面能夠與狗狗的準確率相匹配，兩者的成功率都超過70%。
進一步開發該系統還需要更多的研究，但該團隊希望有一天能將該技術壓縮成氣味探測器，並能像今天的相機一樣嵌入智能手機。
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