眾所周知，圖像、音樂(lè)能用 AI 生成，但出乎意料的是，氣味也行。

最近，一個(gè)名叫 Osmo 的初創(chuàng)公司宣布，他們成功地將氣味數(shù)字化了。第一個(gè)成功的案例是「新鮮的夏季李子」，而且復(fù)現(xiàn)出的味道「聞起來(lái)」很不錯(cuò)。整個(gè)過(guò)程依靠 AI 技術(shù)來(lái)完成，不需要人工干預(yù)。有了這項(xiàng)技術(shù)，你就可以像下載音樂(lè)一樣下載香水了。

這個(gè)發(fā)帖的 Alex Wiltschko 是 Osmo 的 CEO 和聯(lián)合創(chuàng)始人?！笇馕稊?shù)字化」進(jìn)而「生成氣味」最初只是他在谷歌工作期間的一個(gè)研究項(xiàng)目。但在 2022 年，他在 Lux Capital 和谷歌風(fēng)投的支持下，將其作為一家獨(dú)立的初創(chuàng)公司推出。

「我一直熱衷于了解氣味。它是一種非常強(qiáng)大的情緒感官，但我們對(duì)它卻知之甚少」Wiltschko 在接受 CNBC 采訪時(shí)說(shuō)。

在復(fù)刻出李子的香味后，Wiltschko 非常激動(dòng)，「帶著這個(gè)香味去了很多地方」。

至于這項(xiàng)研究的用途，Osmo 的官方說(shuō)法是「改善人類的健康和幸福」，因?yàn)樾嵊X(jué)數(shù)字化對(duì)幫助醫(yī)療人員檢測(cè)、治療疾病至關(guān)重要。比如，醫(yī)生可以用氣味來(lái)觸發(fā)患者記憶或減輕焦慮。

此外，它還有可能在 VR 游戲、電影中發(fā)揮作用，增加 VR 設(shè)備的沉浸感。

或者，你還可以用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)留住親人的氣味，但「按月付費(fèi)」就有點(diǎn)諷刺了。

當(dāng)然，這些都是長(zhǎng)期愿景。在近期，Wiltschko 希望 Osmo 能制造出更安全、更可持續(xù)的香味分子，用于香水、洗發(fā)水、驅(qū)蟲劑和洗衣粉等日常用品中的香料。

用數(shù)千個(gè)香氣分子訓(xùn)練 AI 模型

Osmo 的官網(wǎng)上簡(jiǎn)單列出了他們的研發(fā)歷史：

0. 在 Osmo 建立之前，Alex Wiltschko 在谷歌研究院領(lǐng)導(dǎo)著這個(gè)團(tuán)隊(duì)，他們使用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建了 Osmo 氣味映射圖的基礎(chǔ)。

1. 取得了一項(xiàng)重大突破，可使用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)分子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)其氣味。

2. 創(chuàng)造了以前從未聞過(guò)的新分子并以超越人類的準(zhǔn)確度進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

3. 設(shè)計(jì)出了蚊子覺(jué)得難聞的氣味分子（例如驅(qū)蟲劑），并且在人體試驗(yàn)中比避蚊胺（DEET）更有效。

而要更具體地了解 Osmo 的研發(fā)歷程，我們還要從 Wiltschko 的早期經(jīng)歷說(shuō)起。

Wiltschko 2009 年在密歇根大學(xué)獲得了神經(jīng)科學(xué)學(xué)士學(xué)位，并在哈佛大學(xué)學(xué)習(xí)嗅覺(jué)神經(jīng)科學(xué)，于 2016 年獲得博士學(xué)位。

第二年，他成為谷歌研究院的一名研究科學(xué)家，在那里，他花了五年時(shí)間領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)團(tuán)隊(duì)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)幫助計(jì)算機(jī)根據(jù)分子結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)不同分子的氣味，并使用機(jī)器學(xué)習(xí)軟件開(kāi)發(fā)了 「主要?dú)馕队成鋱D（principal odor map/POM）」。

這項(xiàng)研究發(fā)表在 2023 年 9 月的《科學(xué)》雜志上。據(jù)介紹，POM 坐標(biāo)可以用于預(yù)測(cè)氣味強(qiáng)度和感知相似性，即使這些感知特征并非模型訓(xùn)練的顯式組成部分。這些結(jié)果已被用于構(gòu)建多種嗅覺(jué)預(yù)測(cè)模型 —— 即使沒(méi)有微調(diào)，其表現(xiàn)也優(yōu)于以前的特征集。

來(lái)自 Science

為了構(gòu)建這個(gè)氣味地圖，他的團(tuán)隊(duì)在一個(gè)包含 5000 個(gè)芳香分子的數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練他們的 AI 模型，這些芳香分子涵蓋了各種氣味類別，如花香、果香或薄荷味。

Wiltschko 發(fā)現(xiàn)，由于分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計(jì)算機(jī)在分析分子時(shí)可能會(huì)比較棘手 —— 只要移動(dòng)一個(gè)分子鍵，分子的氣味就可能從玫瑰變成臭雞蛋。

但得益于人工智能技術(shù)的進(jìn)步，該模型能夠捕捉到分子不同結(jié)構(gòu)中的模式，并利用這些知識(shí)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其他分子的氣味。

值得一提的是，用來(lái)訓(xùn)練模型的數(shù)據(jù)集確實(shí)來(lái)之不易。

Wiltschko 說(shuō)，大型語(yǔ)言模型可以通過(guò)「整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)」的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，但當(dāng)他們開(kāi)始構(gòu)建人工智能模型時(shí)，還沒(méi)有類似的氣味信息數(shù)字圖書館。

所以，他們花了大約一年的時(shí)間與香水行業(yè)的公司合作。起初，他們以為這些公司會(huì)有很棒的數(shù)據(jù)集，但事實(shí)并非如此。

這促使  Wiltschko 和他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了「一種新的數(shù)據(jù)」。

為此，他們收集了數(shù)千種分子以及調(diào)香大師對(duì)其氣味的描述。然后，他們將這些數(shù)據(jù)輸入圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNN），該網(wǎng)絡(luò)屬于機(jī)器學(xué)習(xí)的范疇，使用強(qiáng)大的算法來(lái)檢測(cè)和分析數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的關(guān)系。

Wiltschko 說(shuō)，他的團(tuán)隊(duì)可以使用 GNN 來(lái)幫助 AI 模型理解原子、連接它們的鍵以及分子結(jié)構(gòu)如何決定其氣味。

氣味數(shù)字化大有用途

氣味數(shù)字化可以開(kāi)拓出前所未有的應(yīng)用場(chǎng)景，最基礎(chǔ)的就是氣味的遠(yuǎn)程傳輸。Wiltschko 表示，Osmo 希望最終能夠利用自己的技術(shù)，將一個(gè)地方的氣味數(shù)字化，然后在另一個(gè)地方再造一個(gè)完全相同的副本，從而實(shí)現(xiàn)氣味的遠(yuǎn)程傳送。

事實(shí)上，該公司最新更新的博客表示，他們已經(jīng)成功了。

具體來(lái)說(shuō)，選擇一種要傳輸?shù)臍馕叮⑵浞湃胍慌_(tái) GCMS（氣相色譜 - 質(zhì)譜）機(jī)。如果該氣味的來(lái)源是液體，就直接注入；如果是固體樣品（比如李子），就使用頂空分析，也就是將氣味困在物體周圍的空氣中，并通過(guò)管子吸收。

GCMS 會(huì)識(shí)別原始數(shù)據(jù)（可以視為分子），并將其上傳到云。在那里，它會(huì)成為主要?dú)馕队成鋱D上的坐標(biāo) —— 這是一種新穎、先進(jìn)的人工智能驅(qū)動(dòng)工具，可以預(yù)測(cè)特定分子組合的氣味。

然后，這個(gè)配方會(huì)被發(fā)送到一臺(tái)配方機(jī)器人，它會(huì)基于該配方來(lái)混合不同的氣味，從而復(fù)現(xiàn)樣品的氣味。

在另一項(xiàng)成果展示中，Osmo 表示他們使用 AI 發(fā)現(xiàn)了前所未「嗅」的配方，并且他們一口氣向歐美市場(chǎng)發(fā)布了三種前有未有的香水氣味分子。他們將之分別命名為 Glossine、Fractaline、Quasarine。他們還為這三種香水氣味編寫了美妙的描述。舉個(gè)例子，對(duì)于 Glossine，他們寫到：「一種充滿活力的花香，讓人聯(lián)想到茉莉花，后調(diào)和中調(diào)散發(fā)出耀眼的亮澤。這種迷人的分子可為之前的任何香水增添耀眼的拉斯維加斯式光彩?！?/span>

此外，Osmo 也在研究多模態(tài) AI，具體來(lái)說(shuō)，他們研究的是基于圖像生成對(duì)應(yīng)的氣味，當(dāng)然圖像又可以進(jìn)一步基于文本而生成。下面演示了一個(gè)案例：

可以看到，用戶只需輸入文本提示詞，AI 就會(huì)幫助你生成圖像（用戶也可直接上傳圖像），然后再進(jìn)一步為你生成分子配方。當(dāng)然，如果你還想親身聞到這些氣味，還需要相應(yīng)的設(shè)備。

事實(shí)上，他們已經(jīng)在線發(fā)布了這款工具 Inspire，目前支持文本和圖像輸入，但他們也表示未來(lái)還會(huì)支持音樂(lè)、PDF、幻燈片和視頻輸入。感興趣的讀者可以注冊(cè)嘗試一下：https://inspire.osmo.ai/landing

這項(xiàng)技術(shù)背后彰顯著無(wú)限的可能性。舉個(gè)最明顯的例子，也許未來(lái)我們還能觀看帶有氣味的電影，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和嗅覺(jué)的全方位體驗(yàn) —— 這或許能給那些風(fēng)景如花的電影變得更加好看以及好聞。

這個(gè)節(jié)目看起來(lái)一定很香

最后，Wiltschko 表示 Osmo 還有一項(xiàng)長(zhǎng)期目標(biāo)，即利用這項(xiàng)技術(shù)幫助更早地識(shí)別疾病。也許未來(lái)，我們?cè)隗w檢時(shí)會(huì)有一個(gè) AI 通過(guò)它的機(jī)器鼻子來(lái)判斷我們的健康狀況。