לבינה מלאכותית יש אף 01.03.2017

מדענים התווכחו זה מכבר על האופן שבו בדיוק הקולטנים של גוף האדם מאפשרים לנו לתפוס מגוון רחב של ריחות ולתת להם תיאורים מסוימים. בניסיון לפתור בעיה זו, צוותי מהנדסים מרחבי העולם התבקשו ליצור בינה מלאכותית שיכולה לתפוס ריחות כמו בני אדם.

חיזוי צבע לא כל כך קשה: למשל, אם גל אור מגיע לאורך גל של 510 ננומטר, אז רוב האנשים יגידו שהוא ירוק. אבל להבין איך מולקולה מסוימת מריחה זה הרבה יותר קשה. 22 צוותים של מדענים יצרו קבוצה של אלגוריתמים שיכולים לחזות את הריח של מולקולות שונות על סמך המבנה הכימי שלהן. עוד נותר לראות את מכלול היישומים המעשיים של התוכנית, אך המפתחים מקווים כי קודם כל היא תסייע לבשמים, רוקחים ועובדי מזון לפתח שילובים חדשים וייחודיים של ריחות.

העבודה החלה במחקר שנערך לאחרונה על ידי לסלי וושול ועמיתיו באוניברסיטת רוקפלר בניו יורק, שבו 49 מתנדבים נאלצו לנחש את הריח של 467 חומרי ריח. לכל אחד מהם פותחה מערכת השוואה של 19 דפוסים בסיסיים: הנבדקים אמרו אם הריח דומה לדג או לשום, העריכו את עוצמת הניחוח והנעימות האינדיבידואלית. כתוצאה מכך נוצר קטלוג עם יותר ממיליון תאים המאפיינים מולקולות ריחניות מסוימות.

כשהביולוג החישובי פבלו מאייר גילה זאת, הוא מיד ראה במחקר הזדמנות לבדוק אם מערכת מחשב יכולה לחזות כיצד אנשים יעריכו ריחות. למרות העובדה שחוקרים גילו כ-400 קולטני ריח בגוף האדם, זה נותר בגדר תעלומה למדענים כיצד בדיוק הם פועלים יחד כך שאדם יכול להבחין אפילו בגוונים עדינים של ריחות.

בשנת 2015, מאייר ועמיתיו השיקו את אתגר חיזוי ה-DREAM Olfaction. משתתפי התחרות קיבלו לרשותם את אותן טבלאות דירוג של מתנדבים המתארות ריחות, לצד המבנה הכימי של המולקולות המייצרות אותם. בנוסף, המשתתפים קיבלו מאגר מידע של 4800 תיאורים עבור כל מולקולה בודדת - האטומים שלה, מיקומם היחסי, גיאומטריה כללית, שהסתכמו בסופו של דבר בכ-2 מיליון נקודות נתונים. בסופו של דבר, יש להשתמש בנתונים כדי לאמן תוכניות מחשב לזהות ריחות על סמך מידע מבני.

לתחרות נכנסו 22 קבוצות מכל העולם, ולמרות שרבות עשו עבודה טובה, שתי קבוצות בולטות במיוחד. צוות מדינת מישיגן, בראשות יאנג פאנג גואנג, היה הטוב ביותר בהמצאת אלגוריתם לניבוי ריח של דברים בודדים. צוות אחר מאוניברסיטת אריזונה, בראשותו של ריצ'רד גרקין, היה הטוב ביותר בהכשרת התוכנית לדירוג ריח ממוצע על פני כל המדגם. מאיר מדווח על כך במאמר שפורסם בכתב העת Science.

כמובן, מדענים רבים ספקנים לגבי ההתפתחויות, ואומרים שהעבודה שנעשתה, למרות שהיא תורמת תרומה משמעותית למדע, היא עדיין בחירה פרימיטיבית למדי, ו-19 אלמנטים תיאוריים לכל ספקטרום הריחות בטבע הם ברור מאוד מאוד. מְעַטִים.

מחקרים חלופיים עם מתנדבים השתמשו ב-80 או יותר מהקריטריונים הללו כדי להעריך מילולית ריחות שונים. לא ברור אם האלגוריתם הקיים יוכל לחזות נכון את ציון הריח אם הוא יצטרך להתמודד עם מערך מידע כזה. לכן, עד כה, תפיסת הריחות נותרה בגדר תעלומה עבור רופאים ומהנדסים כאחד.