ลิ้งค์เชื่อมต่อ

นักวิจัยเดินหน้าพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ระบุ-ทำนายกลิ่น


A visitor smells a rose as she attends the Chelsea Flower Show in London, Britain, May 26, 2022. (REUTERS/Toby Melville)

นักวิจัยชาวอเมริกันกลุ่มหนึ่งได้สร้างเครื่องมือเทคโนโลยีที่ใช้ระบบปัญญาประดิษฐ์ หรือ AI (Artificial Intelligence) เพื่อช่วยจำแนกและสร้างกลิ่นต่าง ๆ ขึ้นมาใหม่ โดยเครื่องมือนี้ได้รับการพัฒนาและทดสอบโดยนักวิจัยของกูเกิล (Google) รวมทั้ง มหาวิทยาลัยต่าง ๆ และศูนย์ Monell Chemical Senses Center แล้ว

ทีมงานเพิ่งเปิดเผยผลการศึกษาทั้งหมดไว้ในบทความที่ตีพิมพ์อยู่ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences ฉบับที่เพิ่งได้รับการตีพิมพ์ออกมาเมื่อไม่นานมานี้

นักวิจัยกล่าวว่า กลิ่นต่าง ๆ เกิดจากโมเลกุลที่ถูกปล่อยออกสู่อากาศ ก่อนที่โมเลกุลเหล่านั้นจะเข้าสู่จมูกของคนเราและถูกประมวลผลโดย "ปลายประสาทรับความรู้สึก" และตัวรับเหล่านั้นจะส่งสัญญาณไปยังสมองเพื่อช่วยให้เรารับรู้กลิ่นได้

ทีมงานนี้ยังระบุด้วยว่า กลิ่นนั้นถูกจำแนกในลักษณะเดียวกับที่เราจำแนกสี โดยใช้แผนการรับรู้ด้วยประสาทสัมผัส (sensory maps) ซึ่งเป็นกลไกหนึ่งของสมอง ยกตัวอย่างเช่น วงล้อสีแบบดั้งเดิม สามารถแสดงสีต่างๆ ได้มากมาย และแผนที่การรับรู้ดังกล่าวคือ ตัวที่นำเสนอการรวมตัวกันของสีต่าง ๆ และแสดงให้เห็นว่า สีเหล่านั้นผสมกันออกมาเป็นอย่างไร

แต่นักวิจัยกล่าวว่า สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ “แผนที่ที่เป็นประโยชน์สำหรับการจำแนกกลิ่นนั้นได้หายไป” เนื่องจากโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับกลิ่นมีความซับซ้อนกว่ามาก และต้องใช้มากกว่าอนุภาคโฟตอนที่ใช้ในการมองเห็นสี

นอกจากนี้ นักวิจัยยังกล่าวอีกว่า ขณะที่ ดวงตาของมนุษย์มีปลายประสาทรับความรู้สึกเพียง 3 ตัวสำหรับการมองเห็นสี แต่จมูกของมนุษย์นั้นมีถึงกว่า 300 ตัวเพื่อการจำแนกกลิ่น

An undated image of the human brain taken through scanning technology. The scan shows a person responding to a visual scene, with the imaging technology measuring increases in blood flow to a certain region of the brain.
An undated image of the human brain taken through scanning technology. The scan shows a person responding to a visual scene, with the imaging technology measuring increases in blood flow to a certain region of the brain.

ในการวิจัยครั้งนี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อมูลจากการวิจัยในอดีตมาผลิตแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมที่มีจุดมุ่งหมายในการสร้าง "แผนที่" เพื่อจำแนกโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับกลิ่น โดยโครงข่ายประสาทเทียมเป็นระบบประมวลผลคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นเพื่อทำหน้าที่เสมือนสมองของมนุษย์นั่นเอง

ทีมงานจาก Google AI เรียกเครื่องมือที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ว่า "principal odor map" ซึ่งมีจุดประสงค์หลักคือ "ทำนายคุณสมบัติของกลิ่นของโมเลกุล"

นอกจากนี้ แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมยังได้รับการฝึกให้สามารถจำแนกลักษณะเฉพาะของโมเลกุลที่จำเป็นต่อการทำนายกลิ่นให้ถูกต้องด้วย โดยนักวิจัยรายงานว่า แผนที่ที่ขับเคลื่อนด้วยระบบ AI นี้ช่วยให้พวกเขาสามารถ "ทำนายและค้นพบกลิ่นใหม่ตลอดจนโมเลกุลที่ผลิตกลิ่นเหล่านั้นได้"

นักวิจัยกล่าวด้วยว่า การวิจัยของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าอาจมีโมเลกุลหลายพันล้านตัวที่มีกลิ่นแรง แต่ยังไม่ได้ถูกค้นพบ แต่การที่แผนที่นี้สามารถรับรู้ถึงโมเลกุลที่มีกลิ่นจากโครงสร้างของมัน ทำให้นักวิจัยสามารถค้นพบกลิ่นชนิดใหม่ ๆ ได้อีกด้วย

สำหรับการทดลองนั้น นักวิจัยกล่าวว่า พวกเขาได้รวบรวมชุดข้อมูลที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับคำอธิบายในเรื่องกลิ่นสำหรับโมเลกุลชนิดต่าง ๆ

ส่วนในการเปรียบเทียบนั้น นักวิจัยใช้มนุษย์ในการจำแนกกลิ่นของโมเลกุล 400 ตัวโดยใช้คำอธิบายที่แตกต่างกัน 55 แบบ และทีมงานกล่าวว่า เมื่อเทียบกับการจำแนกกลิ่นของมนุษย์แล้ว โมเดลโครงข่ายประสาทเทียมทำงานได้ดีกว่ามนุษย์หลายต่อหลายครั้ง และว่า เครื่องมือนี้สามารถนำไปใช้ได้ในหลาย ๆ วงการ เช่น ด้านการแพทย์ อาหาร และอุตสาหกรรมน้ำหอม เป็นต้น

นอกจากนั้น นักวิจัยรายงานว่า เครื่องมือนี้สามารถนำไปใช้ในการต่อสู้กับปัญหาสุขภาพที่ใหญ่ที่สุดปัญหาหนึ่งของโลก นั่นก็คือ โรคที่มีแมลงเป็นพาหะ โดยระบบนี้สามารถวัดประสิทธิภาพของโมเลกุลในการกันยุงให้ห่างจากมนุษย์ได้ หลังมีการค้นพบโมเลกุลชุดใหม่ที่สามารถขับไล่ยุงได้อย่างมีประสิทธิภาพ หรืออย่างน้อยก็เท่ากับ DEET ซึ่งเป็นสารเคมีที่ใช้กันทั่วไปในการกันยุง

นักวิจัยกล่าวว่า การค้นพบนี้สามารถนำไปสู่การพัฒนายากันยุงที่มีราคาถูกขึ้น ใช้งานได้ยาวนานขึ้น และปลอดภัยกว่ายากันยุงที่มีสาร DEET เป็นส่วนประกอบ และยากันยุงดังกล่าวยังอาจนำไปใช้ “เพื่อลดอุบัติการณ์ของโรคต่าง ๆ เช่น มาลาเรีย ซึ่งอาจช่วยชีวิตผู้คนทั่วโลกได้นับไม่ถ้วน” ด้วย

  • ที่มา: วีโอเอ
XS
SM
MD
LG