最新のAIは人間と同じようにニオイを感じることができる

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　最新のAIは、人間と同じようにニオイを嗅ぐことができるという。
　でもどうやって？

　例えば目や耳の感覚なら、光や音の周波数・波長といったものから、それがどのように感じられるか客観的にわかる。

　ニオイは化合物の分子構造などによって決められているはずだ。それなのに、化合物の分子構造を見て、それがどんなニオイがするのか予想するとなると、なかなか難しい。

　だがGoogle brainをはじめとする、アメリカの共同研究チームが開発したAIなら、”ニオイの地図”をもとにしてそれができるのだ。しかもその感覚は、人間と同じなのだという。

人間と同じ感覚でニオイを嗅ぎ分けられるAI

　初めて作る料理や薬品が一体どんなニオイなのか予想するAIを開発するために、今回、共同研究チームは、”ニオイの地図”を作成している。

　「グラフニューラルネットワーク」と呼ばれるAIに、5000個ほどの分子の構造データを与え、それらの結びつき方とさまざまなニオイの関係を学習させたのだ。

　こうして学習を済ませたAIは、分子構造からそれがどんなニオイするか予測することができる。

　だが問題は、そのAIの感覚が人間の感覚と同じかということだ。

　研究チームはそれを調べるために、生身の人間を使用した。

　ニオイを正確かつ客観的に測定できる機械はない。だからこそ、研究チームは人間の感覚を頼りにしなければならなかった。

　といっても、何も準備せずにニオイの感想を言ってもらっても、信頼できるような検査にはならない。

　そこで今回の研究では、実験参加者に55種類のニオイの表現を覚えてもらい、それを使ってさまざまな物のニオイの感想を述べてもらった。

　もちろんニオイの感じ方は人それぞれだ。だが、大勢の人の感想を見れば、一般（中央値）にどのように感じられているかわかるだろう。

　そして、その人間の一般的な感想とAIの予測とを比べてみる。すると、AIは人間とほぼ同じようにニオイを嗅ぎ分けられることがわかったのだ。

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AIと人間が得意なニオイと苦手なニオイ

　面白いことに、正しく評価できるかどうかはニオイによっても大きく左右されたという。

　たとえば、AIが一番上手にニオイを予想できたのは、ニンニクや魚などのニオイだ。これらは化学物質の構造がはっきりしているという特徴がある（ニンニクは硫黄、魚はアミンを含む）。

　一方、5つの構造クラス（大環状、多環式、ニトロ系、ステロイド系、直鎖）を持つ化合物だと、あまり上手にニオイを予想することができなかった。

　また人間にもわかりやすいニオイというものがあった。

　わかりやすいのは親しみのあるものだ。ナッツ、ニンニク、チーズなどの一般的な食品のニオイは、どの人も大抵は同じニオイと感じることができる。

　一方、ジャコウ（ムスク）や干し草のような馴染みのないニオイは、人によって感じ方がまちまちだった。

　いずれにせよ、今回のAIは過去のどんなものよりもニオイを客観的に評価することができたという。

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AIは学習したことのない分子構造からもニオイを嗅ぎあてた

　だが本当にスゴいのは、そのAIが学習したこともない分子構造からでも、どんなニオイがするのか上手に予想できたことだ。

　その実験で研究チームは、AIがまだ見たことのない（学習したことのない）化合物のニオイをいくつか当てさせてみた。

　しかも意地悪なことに、その化合物は分子構造があまり似ていないのに、ニオイは似ているという、ある種のひっかけ問題だったのだ。それにも関わらずAIは、これを見事正解してみせたという。

　研究チームは、このAI化学、嗅覚神経科学、精神物理学といった分野で役立つことを願っているそうだ。

　この研究は『Science』（2023年8月31日付）に掲載された。

追記：（2023/09/09）本文を一部訂正して再送します。

References:A new AI can smell as well as a human / AI ‘nose’ predicts smells from molecular structures / written by hiroching / edited by / parumo

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