Международная группа ученых разработала метод, который позволяет с помощью искусственного интеллекта математически описывать сложные запахи и прогнозировать, насколько похожими их воспринимают люди. Результаты исследования опубликованы в научном журнале PNAS.
В отличие от цвета, для которого существуют стандартизированные системы координат, запах значительно сложнее представить в цифровой форме. Один аромат может состоять из десятков или даже сотен молекул, сочетание которых и определяет его итоговое восприятие человеком.
Ученые решили приблизиться к созданию своеобразной цифровой «карты запахов». Такая система в перспективе позволит переводить восприятие ароматов в математические параметры и сравнивать их между собой.
ИИ обучили на сотнях ароматических смесей
Для исследования в рамках научного соревнования DREAM Challenge сформировали стандартизированный набор данных, включающий 168 отдельных молекул и 731 ароматическую смесь.
В проекте приняли участие 26 научных команд. Они создавали модели машинного обучения, способные прогнозировать, насколько похожими людям кажутся различные пары запахов.
Затем наиболее эффективные алгоритмы объединили в единую модель, что позволило повысить точность прогнозов.
ИИ справился со сложными ароматами
Одним из неожиданных результатов стало то, что анализ многокомпонентных ароматов оказался для алгоритмов ненамного сложнее, чем работа с запахами отдельных молекул.
Исследователи обнаружили, что во многих случаях восприятие смеси можно приблизительно спрогнозировать на основе усредненных характеристик ее компонентов.
При этом модели показывали более высокие результаты, когда при описании ароматов использовались привычные человеку характеристики, например «фруктовый», «сладкий» или «древесный». Одних химических параметров молекул для точного прогнозирования оказалось недостаточно.
Разработка может стать еще одним шагом к созданию универсальной системы цифрового представления запахов. В перспективе подобная технология позволит описывать и сравнивать ароматы с помощью математических моделей примерно так же, как сегодня цифровые системы работают с цветом.
