Robot posiadający węch dzięki sztucznej inteligencji
Robot posiadający węch zdolny do rozpoznawania i interpretacji zapachów, dzięki sztucznej inteligencji wiele branż.
Na początku XX wieku Alexander Graham Bell marzył o nauce, która mogłaby mierzyć zapachy. Choć jego wizja wydawała się wówczas ambitna, ostatnie postępy w dziedzinie sztucznej inteligencji sprawiają, że marzenie to staje się rzeczywistością. Naukowcy opracowują obecnie roboty zdolne do identyfikowania i interpretowania zapachów, w dziedzinie znanej jako węch maszynowy.
Węch maszynowy zaczyna się od czujników, które naśladują ludzki nos, wykrywając cząsteczki w powietrzu. Jednak aby robot mógł zrozumieć te cząsteczki, potrzebne są rozwiązania z dziedziny sztucznej inteligencji. Technologia pomaga robotowi odwzorować strukturę molekularną zapachów na ludzkie opisy, takie jak „słodki” lub „kwiatowy”.
Droga do stworzenia cyfrowego nosa była trudna ze względu na złożoność ludzkiego węchu. W przeciwieństwie do wzroku, który opiera się na ograniczonej liczbie typów receptorów, ludzie mają około 400 typów receptorów węchowych. To sprawia, że zadanie odtworzenia zapachu w maszynach jest znacznie trudniejsze.
Uczenie maszynowe, w szczególności uczenie głębokie, ma kluczowe znaczenie dla szkolenia robotów. Modele głębokiego uczenia mogą analizować duże zbiory danych i uczyć się kojarzyć określone struktury molekularne z odpowiednimi zapachami. Jednak zebranie wystarczającej ilości danych stanowiło przeszkodę. W przeciwieństwie do dźwięków i obrazów, nie ma ogromnej ilości danych dotyczących zapachów dostępnych online.
Znaczącym kamieniem milowym był konkurs DREAM Olfaction Prediction Challenge w 2015 roku. Naukowcy z całego świata rywalizowali o opracowanie modeli, które mogłyby dokładnie przewidywać zapachy na podstawie danych molekularnych. Sukces tych modeli, zwłaszcza tych wykorzystujących techniki losowego lasu, oznaczał znaczący krok naprzód.
Pandemia COVID-19 zwróciła większą uwagę na zmysł węchu ze względu na powszechną anosmię (utratę węchu). To, w połączeniu z projektami takimi jak Pyrfume Project, który udostępnił publicznie duże zbiory danych, przyspieszyło postęp w tej dziedzinie.
Do 2019 r. zbiory danych powiększyły się do około 5000 cząsteczek, umożliwiając tworzenie bardziej zaawansowanych modeli. Zespół Google Research, kierowany przez Alexandra Wiltschko, wykorzystał sieci neuronowe grafów do ustanowienia nowych wzorców w maszynowym rozpoznawaniu zapachów. Ich praca doprowadziła do stworzenia „głównej mapy zapachów”, która organizuje zapachy w oparciu o podobieństwo percepcyjne, a nie samą strukturę molekularną.
Implikacje tej technologii są rozległe i zróżnicowane. Potencjalne zastosowania obejmują spersonalizowane perfumy i zapachy, ulepszone środki odstraszające owady, nowe czujniki chemiczne, wczesne wykrywanie chorób i doświadczenia w rzeczywistości rozszerzonej. Rozwój ten obiecuje uczynić nasze interakcje z technologią bardziej intuicyjnymi i ma potencjał do znacznego postępu w zakresie zdrowia, bezpieczeństwa i opieki osobistej.
W miarę kontynuowania badań możemy spodziewać się, że roboty z coraz doskonalszym zmysłem węchu staną się częścią codziennego życia. Od ulepszania naszych cyfrowych doświadczeń po poprawę zdrowia publicznego, zastosowania maszynowego węchu są nieograniczone. Przyszłość, w której roboty mogą rozumieć świat i wchodzić z nim w interakcje za pomocą węchu, nie jest odległa, wyznaczając ekscytującą erę w ewolucji sztucznej inteligencji.
Dążenie do zapewnienia komputerom zmysłu węchu poczyniło znaczne postępy dzięki postępom w uczeniu maszynowym i dostępności większych zbiorów danych. Wraz z dalszym rozwojem tej technologii, bez wątpienia przyniesie ona innowacyjne rozwiązania i nowe sposoby interakcji z otaczającym nas światem.
Szymon Ślubowski
