يمكن أن تحول واجهة الحاسوب في الأنف الكلاب إلى كاشفات فائقة

حتى الآن تم اختبار الصفيف في الفئران ، مع إصدار للكلاب في وقت لاحق ، كما يقول لافيلا. في مقطع فيديو تجريبي يتم عرضه حصريًا بواسطة Wired ، يستخدم عالم Canaery عصا لالتقاط عينة هواء من أربعة أطباق بتري مختلفة ، تحتوي كل منها على رائحة مختلفة. يصدر العصا ويرسل جزيئات الرائحة عبر أنبوب إلى جراب يضم فئران مزودة بواجهة لتحديد الأنف. بعد بضع ثوانٍ من رائحة الحيوان رائحة الرائحة ، يتم إرسال معلومات الرائحة إلى هاتف يجلس فوق الجراب. يعرض تطبيق الهاتف المحمول اسم المركب الذي تنبعث منه رائحة الحيوان ، بالإضافة إلى درجة الجودة التي تأخذ في الاعتبار دقة وتركيز الجزيئات.

في الوقت الحالي ، يمكن للنموذج الأولي للجرذ في Canaery اكتشاف مسرعات الحرق العمد والمسحوق الذي لا يدخن في الذخيرة ، وكذلك الميثامفيتامين والكوكايين والفنتانيل.

في الثدييات ، يعمل الأنف والدماغ معًا لاكتشاف الروائح. عندما تدخل جزيئات الرائحة الخياشيم ، فإنها ترتبط بمستقبلات الشمية. لدى البشر حوالي 450 نوعًا من مستقبلات الشمية ، في حين أن الكلاب لديها ضعف عدد كبير منها. كل رائحة تحفز مجموعات مختلفة من أنواع المستقبلات ، مما ينتج إشارة كهربائية فريدة. يتم إرسال هذه الإشارة إلى المصباح الشمي المطلوب معالجتها. تشبه Lavella سطح المصباح الشمي إلى لوحة فحص. عندما تأتي الرائحة ، تضيء المربعات على لوحة المشي في نمط معين.

يستخدم Canaery برنامج AI للتعرف على تلك الأنماط وربطها بالروائح. بعد زرع الصفيف ، يعرض العلماء الحيوان إلى رائحة لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعى. يقول لافيلا إنه يمكن تدريب البرنامج في حوالي ثلاث جلسات. خلال تلك الجلسات ، يقدم العلماء أكثر من عشرين عينة من نفس الرائحة للحيوان. في وقت لاحق ، يتعرض الحيوان للرائحة مرة أخرى للتحقق من صحة نماذج الذكاء الاصطناعي.

الصفيف الحالي المزروع في الفئران التجريبية يحتوي على 128 قطبًا يلتقط إشارات عصبية من المصباح الشمي. يعمل الباحثون في مختبر لورنس ليفرمور الوطني على صفيف جديد به 767 قطبًا لالتقاط المزيد من المعلومات. يقول لافيلا: “سيتيح لنا جهاز الجيل التالي أداءً أكبر في هذا المجال ضد روائح الخلفية المعقدة والأبخرة المربكة الموجودة في الهواء”.

فك تشفير الرائحة ليست مسعى جديد بأي وسيلة. يعمل الباحثون على تكنولوجيا “الأنف الإلكترونية” للكشف عن الروائح على مدار الأربعين عامًا الماضية. تستخدم هذه الأجهزة أجهزة استشعار كيميائية لتحويل جزيئات الرائحة إلى إشارات كهربائية ، والتي يتم تحليلها بعد ذلك بواسطة نظام التعرف على الأنماط لتحديد مصدر الرائحة. لكن هذه الأجهزة تاريخيا تمكنت من اكتشاف مجموعة صغيرة فقط من الروائح.

يقول جويل باحث شملي في مركز مونيل للكيمياء ، وهو معهد أبحاث غير ربحية في فيلادلفيا: “يمكن للحيوانات أن تفعل أشياء لا يمكننا الحصول عليها من أجهزة الاستشعار الحالية ، بحيث تكون هذه طريقة ذكية للتغلب على هذه المشكلة”.