Ενώ για τα χρώματα υπάρχει ο τροχός Pantone που καθορίζει με ακρίβεια απόχρωση και κορεσμό, τίποτα αντίστοιχο δεν υπήρχε μέχρι σήμερα για τις πολύπλοκες οσμές.
Ερευνητές του Monell Chemical Senses Center πλησίασαν αυτόν τον στόχο, αναπτύσσοντας μέθοδο μηχανικής μάθησης που διακρίνει οσμές και τη σχέση τους μεταξύ τους. Η εργασία δημοσιεύτηκε στο «Proceedings of the National Academy of Sciences» και θέτει τις βάσεις για τεχνολογίες όπως η ψηφιακή όσφρηση.
Από τα μόρια στα μείγματα
Όπως εξηγεί ο συνσυγγραφέας Joel Mainland, το 2015 η IBM είχε διοργανώσει διαγωνισμό για την πρόβλεψη της οσμής ενός μεμονωμένου μορίου βάσει της χημικής του δομής. Ωστόσο, οι περισσότερες οσμές που συναντάμε καθημερινά είναι πολύπλοκα μείγματα δεκάδων ή εκατοντάδων μορίων, γι’ αυτό και η κατανόηση των μειγμάτων είναι απαραίτητη για την ψηφιοποίηση των οσμών. Η χαρτογράφηση αυτή θα μπορούσε να έχει εφαρμογές στη διάγνωση παθήσεων με χαρακτηριστικό οσφρητικό αποτύπωμα, όπως ο διαβήτης, αλλά και στην ποσοτικοποίηση γεύσεων τροφίμων ή στην κατοχύρωση συγκεκριμένων αρωμάτων.
Πώς σχεδιάστηκε ο διαγωνισμός
Η ομάδα δημιούργησε ένα σύνολο δεδομένων με 168 μεμονωμένα μόρια, 731 μοναδικά μείγματα και 507 μετρήσεις ζευγών μειγμάτων, χαρτογραφώντας την «απόσταση» κάθε ζεύγους σε κλίμακα από το 0 έως το 1. Στη συνέχεια, 26 ομάδες από όλο τον κόσμο διαγωνίστηκαν επί τρεις μήνες για να προβλέψουν πόσο όμοιες θα ήταν οι οσμές σε ένα κρυφό σύνολο δοκιμής. Ο διαγωνισμός κατέληξε σε ισοπαλία τεσσάρων ομάδων, των οποίων οι προβλέψεις συνδυάστηκαν σε ένα τελικό μοντέλο.
Μια απρόσμενη ανακάλυψη
Το τελικό μοντέλο αποδείχθηκε αρκετά ακριβές, πετυχαίνοντας μέση τιμή σφάλματος 0,08 και συσχέτιση Pearson 0,57. Αντίθετα με ό,τι πίστευαν πολλοί ερευνητές, η πρόβλεψη ομοιότητας μεταξύ μειγμάτων δεν αποδείχθηκε πιο δύσκολη από την πρόβλεψη για μεμονωμένα μόρια. Ενδιαφέρον εύρημα ήταν ότι τα μοντέλα βασίστηκαν περισσότερο σε περιγραφικές λέξεις όπως «φρουτώδες» ή «γλυκό» παρά σε χημικούς όρους, κάτι που αποδείχθηκε καθοριστικό για την ακρίβεια των προβλέψεων.
Οι ερευνητές ετοιμάζουν πλέον τα αποτελέσματα τρίτου διαγωνισμού, όπου διαπίστωσαν ότι, αν γνωρίζει κανείς πώς μυρίζει κάθε συστατικό ενός μείγματος, μπορεί να προβλέψει με μεγάλη ακρίβεια πώς θα μυρίζει το τελικό μείγμα – ουσιαστικά ως μέσο όρο των επιμέρους συστατικών του.
