科學(xué)家開發(fā)全新電子鼻 靈敏度是狗鼻子的200倍
2021-02-19 15:43:34 來源:cnBeta
據(jù)外媒New Atlas報(bào)道, 受狗狗不可思議的嗅覺啟發(fā),科學(xué)家們一直在開發(fā)和演示不同類型的“電子鼻”,可以嗅出癌癥、神經(jīng)氣體甚至爆炸物等東西。 據(jù)稱,一個(gè)新的例子是通過將這些設(shè)備與機(jī)器學(xué)習(xí)配對,模仿犬類解釋不同氣味的能力,從而提高這些設(shè)備的靈敏度和能力。
這款新設(shè)備是一個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)的作品,已經(jīng)開發(fā)了好幾年,團(tuán)隊(duì)對其傳感器檢測空氣中不同分子的能力進(jìn)行了微調(diào)。這些努力已經(jīng)取得了進(jìn)展,該系統(tǒng)可以檢測和識別微小的分子痕跡,靈敏度是狗鼻子的200倍,但像狗一樣“解釋”這些分子的含義,是該技術(shù)一直缺乏的地方。
“這些狗不懂任何化學(xué),”來自麻省理工學(xué)院的研究作者Andreas Mershin說。“它們不會(huì)看到腦海中出現(xiàn)一個(gè)分子列表。當(dāng)你聞到一杯 咖啡 的味道時(shí),你不會(huì)看到一個(gè)名稱和濃度的列表,你會(huì)感覺到一種綜合的感覺。這種對氣味特征的感覺就是狗能挖掘的東西。”
為了將這些點(diǎn)聯(lián)系起來,該團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,對從前列腺癌患者和對照組中提取的50份尿液樣本進(jìn)行了訓(xùn)練。通過分析每組樣本周圍空氣中的分子差異和相似性,該程序就能以高可靠性識別代表疾病的揮發(fā)性有機(jī)化合物的模式。
“我們知道傳感器在探測極限方面已經(jīng)比狗能做的更好,但我們之前沒有證明的是,我們可以訓(xùn)練一個(gè)人工智能來模仿狗。”Mershin說。“而現(xiàn)在我們已經(jīng)證明了我們可以做到這一點(diǎn)。我們已經(jīng)證明,狗所做的事情可以在一定程度上被復(fù)制。”
在后續(xù)測試中,研究人員表示,他們的系統(tǒng)在識別前列腺癌方面能夠與狗的準(zhǔn)確率相媲美,都達(dá)到了70%以上的成功率。該系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展還需要更多的研究,但該團(tuán)隊(duì)希望有一天能將該技術(shù)壓縮成一種氣味檢測器,可以內(nèi)置在智能手機(jī)中,就像現(xiàn)在的攝像頭一樣。
該研究發(fā)表在 《PLOS One》 雜志上。
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