ถ้ายังจำกันได้ ในช่วง COVID ระบาดหนัก มีความพยายามพัฒนา AI ที่สามารถวิเคราะห์ “กลิ่น” จากลมหายใจผู้ป่วย เพื่อจำแนกคนติด COVID เพิ่มเติมจากการวัดอุณหภูมิ และการสแกนใบหน้า
โดยทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Loughborough โรงพยาบาล Western General มหาวิทยาลัย Edinburgh และศูนย์มะเร็ง Edinburge ในสหราชอาณาจักร ได้ร่วมกันพัฒนากระบวนการ Deep Learning ที่สามารถวิเคราะห์สารประกอบในลมหายใจมนุษย์ และตรวจจับอาการป่วยที่มีประสิทธิภาพมากความสามารถในการดมกลิ่นของมนุษย์
ศาสตราจารย์ ดร. Andrea Soltoggio จากมหาวิทยาลัย Loughborough ชี้ว่า สิ่งมีชีวิต ทั้งพืชและสัตว์ ต่างใช้ประสาทสัมผัสการดมกลิ่น เพื่อระบุถึงสารต่างๆ ที่แตกต่างกันหลายร้อยชนิดซึ่งลอยมาตามอากาศ
“หากเปรียบเทียบมนุษย์กับสัตว์ในเรื่องการดมกลิ่นแล้ว ถือว่าคนเรามีพัฒนาการด้านนี้ที่น้อยกว่ามาก” ศาสตราจารย์ ดร. Andrea Soltoggio กระชุ่น
แน่นอนว่า ผลการดมกลิ่น อาจไม่มีอิทธิพลต่อการใช้ชีวิตประจำวัน หรือการดำรงอยู่ของเรามากนัก เมื่อเทียบกับการมองเห็น หรือการได้ยิน ด้วยเหตุนี้ มนุษย์จึงจัดเอาสัมผัสทางกลิ่นเอาไว้ท้ายสุด ศาสตราจารย์ ดร. Andrea Soltoggio กล่าว และว่า
“ธรรมชาติจึงไม่ได้เจาะจงให้เราใส่ใจข้อมูลมหาศาลที่ส่งผ่านมาในอากาศ ซึ่งจะสามารถรับรู้ได้ ก็โดยกระบวนการรับรู้กลิ่นผ่านระบบสัมผัสที่มีความไวสูงเท่านั้น”
“เทคโนโลยีนี้ ใช้เวลาไม่กี่นาทีในการวิเคราะห์จากตัวอย่างลมหายใจ ถ้าเทียบกับมนุษย์ที่ต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงในการสังเคราะห์ โดย AI ได้พิสูจน์ว่า กระบวนการต่อจากนี้ สามารถลดต้นทุนการดักจับกลิ่นได้ อีกทั้งยังมีความเชื่อถือมากกว่าอีกด้วย” ศาสตราจารย์ ดร. Andrea Soltoggio สรุป
ดร. Angelika Skarysz นักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัย Loughborough ระบุว่า ทีมงานได้สร้าง “โครงข่ายประสาทเทียม” หรือ Neural Network จากนั้น นำเข้ากลิ่นลมหายใจของผู้ป่วยมะเร็งที่ได้รับรังสี และเคมีบำบัด โดยจะเพิ่มจำนวนข้อมูลโดยใช้วิธีการ Data Augmentation ดร. Angelika Skarysz กล่าว และว่า
“นี่คือความสำเร็จของ Machine Learning เป็นครั้งแรกที่จะพยายามเรียนรู้รูปแบบของไอออน และการตรวจจับสารประกอบจากข้อมูลดิบ” ดร. Angelika Skarysz ทิ้งท้าย
นอกจากนี้ นักวิจัยชาวอเมริกันอีกกลุ่ม ได้เปิดตัว AI ที่ใช้ในการจำแนก และสร้างกลิ่นต่างๆ ขึ้นมาใหม่ โดยเครื่องมือนี้ได้รับการพัฒนา และทดสอบโดยนักวิจัยของ Google ร่วมกับนักวิชาการจาก Monell Chemical Senses Center
โดยทั่วไปแล้ว “กลิ่น” เกิดจากโมเลกุลที่ถูกปล่อยออกสู่อากาศ โดยโมเลกุลเหล่านั้นจะลอยเข้าจมูกของเรา และถูกประมวลผลโดย “ปลายประสาทรับความรู้สึก” ก่อนจะส่งสัญญาณไปยังสมองเพื่อช่วยให้มนุษย์รับรู้กลิ่นได้
ปกติแล้ว “กลิ่น” จะถูกจำแนกโดยใช้วิธีการเดียวกับการจำแนกสี ที่ใช้ “แผนที่ประสาทสัมผัส” หรือ Sensory Maps ซึ่งเป็นกลไกหนึ่งของสมอง โดย Sensory Maps คือการสังเคราะห์การรวมตัวของสีต่างๆ และแสดงให้เห็นว่า สีเหล่านั้นผสมกันออกมาเป็นอย่างไร
อย่างไรก็ดี Sensory Maps ในส่วน “กลิ่น” ของมนุษย์ยังไม่ละเอียดเท่าการมองเห็น เนื่องจากโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับกลิ่นมีความซับซ้อนกว่ามาก และต้องใช้มากกว่าอนุภาคโฟตอนที่ใช้ในการเห็นสี
เหตุผลก็คือ ดวงตาของมนุษย์มีปลายประสาทรับความรู้สึกเพียง 3 ตัวสำหรับการมองเห็นสี แต่จมูกของเรานั้น มีถึงกว่า 400 ตัวเพื่อการจำแนกกลิ่นผ่านความหมายที่แตกต่างกัน 55 แบบ
ดังนั้น “โครงข่ายประสาทเทียม” หรือ Neural Network จึงเข้ามามีบทบาทเพื่อจำแนกโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับ “กลิ่น” โดย Google ตั้งชื่อเครื่องมือนี้ว่า Principal Odor Map ซึ่งมีหน้าที่หลักคือ “ทำนายคุณสมบัติกลิ่นของโมเลกุล”
นอกจากนี้ “โครงข่ายประสาทเทียม” ยังได้รับการฝึกให้สามารถจำแนกลักษณะเฉพาะของโมเลกุลที่จำเป็นต่อการทำนายกลิ่นให้ถูกต้องผ่าน Sensory Maps เพื่อช่วยในการทำนาย และการค้นหากลิ่นใหม่ๆ อีกด้วย
ผลลัพธ์ที่ได้คือการคาดการณ์ว่า อาจมีโมเลกุลหลายพันล้านตัวที่มีกลิ่นแรง แต่ยังไม่ได้ถูกค้นพบ โดย “โครงข่ายประสาทเทียม” ทำงานได้ดีกว่าจมูกมนุษย์หลายเท่า และเครื่องมือดังกล่าว สามารถนำไปใช้ได้ในหลากหลายวงการ อาทิ การแพทย์ อาหาร และอุตสาหกรรมน้ำหอม เป็นต้น
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การนำไปใช้วัดประสิทธิภาพของโมเลกุลในการขับไล่ยุงได้อย่างมีประสิทธิภาพ นำไปสู่การพัฒนายากันยุงที่มีราคาถูก ใช้งานได้ยาวนาน และปลอดภัยกว่ายากันยุงที่มีสารเคมี เพื่อลดอุบัติการณ์ของโรคต่างๆ เช่น มาลาเรีย ซึ่งอาจช่วยชีวิตผู้คนทั่วโลกได้นับไม่ถ้วน
กล่าวโดยสรุป AI ตรวจจับกลิ่น จึงเกิดขึ้นเพื่อยกระดับคุณภาพชีวิตของเรานั่นเอง
อีกตัวอย่างหนึ่งก็คือ Startup ด้านเทคโนโลยีสัญชาติฝรั่งเศสที่ชื่อ Aryballe ได้คิดค้นวิธีการวิเคราะห์กลิ่น เพื่อค้นหาว่า กลิ่นต่างๆ ส่งผลต่อคนเราอย่างไร จุดมุ่งหมายหลักก็คือ การตรวจจับกลิ่นโรคภัยไข้เจ็บต่างๆ เพื่อให้ผู้ป่วยได้รู้ตัวตั้งแต่เนิ่นๆ ช่วยให้คนเรามีสุขภาพที่ดี และมีชีวิตที่ยืนยาวขึ้น
วิธีการของ Aryballe ก็คือ ใช้ส่วนเล็กๆ ของโปรตีนที่ติดอยู่บน Chip เพื่อตรวจจับโมเลกุล “กลิ่น” ต่างๆ แล้วนำมาประมวลผล โดยเครื่องตรวจจับกลิ่นนี้อาจมีประโยชน์มากกว่าที่คิด ตัวอย่างเช่น เมื่อปีกลาย ที่สนามบินกรุงเฮลซิงกิ ประเทศฟินแลนด์ ได้มีการทดลองใช้สุนัขดมกลิ่น เพื่อหาผู้ติดเชื้อ COVID
ทั้งนี้ การวิเคราะห์กลิ่นด้วย AI นอกจากจะช่วยในเรื่องของอาการเจ็บไข้ได้ป่วยแล้ว ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาน้ำหอมกลิ่นใหม่ๆ ได้อีกด้วย
แหล่งข้อมูล