「新智元」《西部世界》更进一步，“人工智能”之上的类人类嗅觉初步实现

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来源：健谈HealthWow全球医健科技随笔
作者：健哥健谈HealthWow
编辑：张佳
美国HBO电视台的科幻神剧《西部世界，第三季》（West World III），已经火热上演。
情节依然脑洞大开，热门程度一如既往。
不知道你是否想过：
剧中跟人类几乎一模一样的机器人，在今后的某一天会不会变成现实？
他们会和我们一样：能说，能吃，能听，能思考，能判断，能感知。。。
这个月（2020年3月），英特尔公司和康奈尔大学把这个科幻与现实的距离，又大大的拉近了一步。
具有人类真实知觉，甚至具备人类思考和判断能力的机器人，
已经在路上。
AI嗅觉黑科技，横空出世
3月15日，英特尔公司和康奈尔大学共同宣布：
他们基于人工智能芯片和传感器，开发出了具有类似人类嗅觉能力的新方案。
这个类人类嗅觉的方案，能够从上十种有毒的化学气味中，准确的分析出来其中的任何一种。
研究成果刚刚发表在了世界顶级的医学人工智能期刊《自然智能医学》（Nature Medicine Intelligience）上。

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英特尔和康奈尔大学发表在《自然智能医学》上的论文
简单的说，这个人工嗅觉方案用到了英特尔公司一款正在研发中的人工智能芯片（称为Loihi芯片，发音类似“啰嗨“），同时研究人员给这个Loihi芯片配上了72种不同的化学传感器（chemical sensors）。
Loihi芯片
【「新智元」《西部世界》更进一步，“人工智能”之上的类人类嗅觉初步实现】Loihi芯片是英特尔公司在2017年开始立项研究的一种特殊的人工智能芯片--神经拟态研究芯片（neuromorphic chip），也可以理解为是一种类大脑芯片。

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英特尔实验室的Loihi 测试版神经芯片
化学传感器
化学传感器的基本功能，是能够对不同的化学分子有所反应：它们可以把检测到的特定气体分子信号，转变成可以准确定量的的电信号。
化学分子浓度越高，相应的电信号也越强。

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常见的化学气体传感器
人工嗅觉方案=Loihi芯片+化学传感器
在这个人工嗅觉“黑科技”方案中，化学传感器对各种气味的反应首先被转变成电信号，然后被传送给 Loihi芯片，之后再由Loihi芯片的电路对人类嗅觉背后的大脑电路进行模拟。
模拟真实的人类嗅觉
人类的大脑内有专门负责嗅觉的部位，称为嗅球（olfactory bulb ，下图中的方框部位）。嗅球里面最重要的就是神经元细胞。
英特尔公司和康奈尔大学的研究人员就是训练Loihi芯片，让它去像人类嗅球的神经元细胞一样，学习对不同的气味分子产生的不同反应。
英特尔在这次研究中用到的气体主要来自丙酮、氨、甲烷、乙烯、一氧化碳、苯、二甲苯等常见有强烈气味的化学物质。

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人体嗅觉发生的主要部位--大脑的嗅球和神经元
这个“训练”的过程，比较像人类婴儿用鼻子去感受学习不同气味的过程：
香的气味、酸的气味和臭的气味，都会引起婴儿鼻腔内感受细胞的不同反应，这些反应最终会把信号传递到婴儿大脑的嗅球处处理，从而留下记忆。以后再碰到类似的气味，婴儿鼻腔内的感受细胞马上就可以调动之前的记忆，识别出来这个味道是熟悉的，还是陌生的。