Peneliti Merancang Model AI yang Dapat Membedakan Berbagai Persepsi Bau

Peneliti kecerdasan buatan selalu mencoba mereplikasi aspek indra manusia melalui algoritma. AI telah digunakan untuk meningkatkan aplikasi visi komputer secara dramatis dalam beberapa tahun terakhir, dan AI juga telah digunakan untuk menghasilkan sampel audio yang cukup mengesankan, bahkan menciptakan lagu-lagu dalam gaya satu artis. Baru-baru ini, tim ilmuwan dari University of California, Riverside berhasil menciptakan AI yang dapat membedakan bau dari satu sama lain berdasarkan komposisi kimia bau yang bersangkutan.

Menurut ahli biologi sel dan sistem di UC Riverside, Anandasankar Ray, para peneliti mencoba memodelkan AI mereka berdasarkan bagaimana manusia mempersepsikan bau. Hidung manusia mengandung sekitar 400 reseptor olfaktori (ORs) yang diaktifkan ketika zat kimia memasuki hidung. ORs yang berbeda diaktifkan oleh set kimia yang berbeda dan bersama-sama mereka mampu mendeteksi berbagai struktur kimia dan keluarga yang berbeda. Sementara para ilmuwan mengetahui sejumlah besar informasi tentang bagaimana ORs mendeteksi dan menafsirkan molekul yang berbeda dalam bau, apa yang kurang diketahui adalah bagaimana stimulus yang dideteksi oleh ORs diterjemahkan menjadi pengalaman sensorik, atau persepsi, pengalaman membau sesuatu.

Seperti yang dilaporkan oleh Phy.org, Ray menjelaskan bahwa para peneliti mencoba memodelkan persepsi bau manusia melalui kombinasi algoritma pembelajaran mesin dan informatika kimia. Algoritma pembelajaran mesin dapat menganalisis sejumlah besar variabel kimia, menarik struktur dan pola yang umum, dan kemudian mempelajari untuk mengidentifikasi kimia mana yang akan memiliki bau tertentu. Setelah dilatih, algoritma dapat memprediksi bagaimana kombinasi kimia baru akan berbau bahkan jika data tidak dilabeli dan tidak diketahui bagaimana bau kimia tersebut.

Tim peneliti memulai dengan menciptakan metode yang memungkinkan komputer untuk menentukan fitur kimia mana yang dapat mengaktifkan ORs. Setelah itu, para peneliti menganalisis lebih dari setengah juta senyawa kimia untuk menemukan sampel yang dapat mengikat 34 ORs. Para peneliti kemudian mencoba memperkirakan kualitas perseptual sampel kimia dengan algoritma yang sama yang digunakan untuk memprediksi aktivitas OR.

Tim peneliti menemukan bahwa kombinasi aktivasi OR yang berbeda tampaknya memiliki hubungan dengan pengkodean perseptual. Para peneliti menggunakan data yang berisi evaluasi kimia oleh relawan manusia dan memilih ORs yang memberikan prediksi persepsi terbaik pada subset sampel kimia. Mereka kemudian menguji apakah aktivasi OR dapat memprediksi bau baru.

Menurut para peneliti, aktivitas OR dapat digunakan untuk memprediksi persepsi 146 kimia yang berbeda dengan benar. Hanya beberapa ORs yang diperlukan untuk memprediksi persepsi, tidak semua ORs. Para peneliti mengkonfirmasi hipotesis ini pada lalat buah dan berhasil memprediksi aversi atau atraksi terhadap bau yang berbeda.

Ray menjelaskan bahwa keuntungan dari digitalisasi bau dan prediksi yang terkait dengannya adalah bahwa hasilnya dapat digunakan untuk menentukan jenis kimia baru yang dapat digunakan dalam penciptaan wewangian dan makanan baru. AI dapat digunakan untuk menemukan pengganti yang berbau serupa dengan kimia yang menjadi mahal atau langka. Ini juga dapat digunakan untuk menggantikan senyawa yang berbau tidak sedap dengan kimia yang lebih disukai manusia. Ray menyatakan melalui Phys.org:

“Kimia yang beracun atau kasar dalam, katakanlah, rasa, kosmetik, atau produk rumah tangga dapat digantikan dengan kimia alami, lebih lembut, dan lebih aman… Teknologi ini dapat membantu kita menemukan kimia baru yang dapat menggantikan kimia yang ada yang menjadi langka, misalnya, atau yang sangat mahal. Ini memberikan kita palet yang luas dari senyawa yang dapat kita campur dan cocokkan untuk setiap aplikasi olfaktori.”