又一仿生人工智能成果——“电子鼻”

对于人类来说，嗅觉是最不起眼的一种感觉，但是狗是通过嗅觉来感知世界的，并且人类已经通过利用动物的嗅觉实现了检测违禁品和爆炸物等情况。最近，有报道证明，狗狗们可以有效感知癌症、糖尿病甚至是COVID-19。不过，狗狗们发现疾病的原理依旧是一个未解之谜，但这并不影响研究人员使用基于人工智能的无创诊断工具来仿真模拟动物们的这种能力。

在2月份，一个跨国团队研究出了一种AI驱动的系统。该系统与受过训练的犬一样准确，可以从尿液样本中正确识别出前列腺癌病例，并且最终集成到智能手机中：手机中会有一个微型传感器，在云中运行AI软件。研究人员通过对比狗的检测结果，不断的训练机器，以达到和动物嗅觉能力相媲美的水平。

前列腺癌作为全球男性第二大致死癌症，最广泛使用的一种检测方法是检测高水平的前列腺特异性抗原(血液中的一种蛋白质)，但是它容易出现假阳性结果，并可能漏检15%的癌症。

2015年发表在《泌尿学杂志》(Journal of Urology)上的一项研究显示，经过训练的狗在96%以上的情况下能够从尿液样本中准确识别出前列腺癌患者。然而，狗会感到无聊和疲倦，所以研究人员想要开发一种工作更稳定的人工系统。但令人困惑的是，目前不能确切地知道狗狗闻到的是什么气味。

Mershin和他的团队开发了一种“纳米鼻子”也被称为人造鼻，已经可以像狗一样检测到十亿分之一浓度的化学物质。但是一种或一组化合物并不一定意味着癌症的存在，相反，狗通过识别化学混合物中的复杂组合来识别癌症阳性或阴性样本。狗不能识别单个或一堆分子，他们只会对某种感觉做出反应。

研究小组对每个样品进行了气相色谱-质谱分析，这是一种化学分析技术，可以在分子水平上分解化合物。原始数据被输入到神经网络的算法中，经过训练后，AI模型能够识别71%的阳性病例，70%至76%的阴性病例——精确度大致上与狗的识别结果匹配。该研究的共同作者、人工智能专家、Imagination Engines公司总裁兼首席执行官斯蒂芬•塞勒(Stephen Thaler)表示，人工智能将研究重点放在与狗狗诊断相关的关键数据的特征和模式上。当一个健康尿液的色谱仪作为数据被输入到神经网络的模型中时，结果会是正常的，但是当输入一个病理样本时，模型就会告知问题出在哪里。

因为用于训练动物的样本数量很少，所以人工智能系统的准确性很低，只能和狗狗的一样好。但正如2015年《泌尿学杂志》的研究显示的那样，狗狗可以通过训练达到96%以上的准确率，Mershin说，人工智能也可以通过训练达到同样的准确率。

声明：本文版权归原作者所有，转载请注明出处，请勿转载至外网或用于商业用途。