科学家开发全新电子鼻 利用机器学习来模仿狗的嗅觉

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  据外媒New Atlas报道,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。

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