計(jì)算機(jī)破解化學(xué)家難題：從分子的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)它的

為您介紹計(jì)算機(jī)破解化學(xué)家難題：從分子的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)它的味道。這不是一件可被不屑一顧的事情。計(jì)算機(jī)破解了一道困擾化學(xué)家?guī)讉€(gè)世紀(jì)的難題：從分子的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)它的味道。這一壯舉或許使香水制造商和味道專家得以在試驗(yàn)和謬誤大大減少的情況下創(chuàng)造新產(chǎn)品。相關(guān)成果日前發(fā)表于生命科學(xué)預(yù)印本網(wǎng)站bioRxiv。

分子結(jié)構(gòu)決定味道

和結(jié)果可通過(guò)剖析光波長(zhǎng)或聲音被預(yù)測(cè)出來(lái)的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)不同，人類的嗅覺(jué)一直很神秘。研究嗅覺(jué)的化學(xué)家從來(lái)沒(méi)能預(yù)測(cè)出某個(gè)特定的分子聞上去是何種味道，除了在一些特殊情況下，由于一個(gè)分子結(jié)構(gòu)的很多方面可能在決定其味道上發(fā)揮著重要作用。

算法與志愿者同時(shí)對(duì)化學(xué)物質(zhì)味道評(píng)分

來(lái)自美國(guó)紐約洛克菲勒大學(xué)的Andreas Keller和Leslie Vosshall決定利用機(jī)器學(xué)習(xí)的力量解決這一問(wèn)題。首先，他們讓49名志愿者依據(jù)氣味的濃度和愉悅程度及其同大蒜、香料或水果等19個(gè)其他描述語(yǔ)的匹配度，對(duì)476種化學(xué)物質(zhì)的味道進(jìn)行評(píng)分。

隨后，研究人員頒布了407種化學(xué)物質(zhì)的數(shù)據(jù)以及測(cè)定化學(xué)結(jié)構(gòu)的4884個(gè)不同變量，并且邀請(qǐng)所有人開(kāi)發(fā)能搞分明這些模式的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。他們利用剩下的69種化學(xué)物質(zhì)評(píng)估了各種算法的精確性，其中有22個(gè)團(tuán)隊(duì)接受了這一挑戰(zhàn)。

事實(shí)證明，最康復(fù)的算法比此前預(yù)測(cè)志愿者對(duì)接受測(cè)試的化學(xué)物質(zhì)所做描述的任何努力要精確很多。這些努力不太理想，局部起因在于人們?cè)诘诙谓邮軠y(cè)試時(shí)極少能對(duì)雷同的氣味給出一樣的評(píng)分。

下一個(gè)挑戰(zhàn)則是弄分明化學(xué)物質(zhì)的混合物將產(chǎn)生何種味道。“現(xiàn)在做的是對(duì)單個(gè)分子進(jìn)行評(píng)定。”來(lái)自科羅拉多州柯林斯堡一家感官咨詢公司的Avery Gilbert表示，“更有用的是知道哪些成分能被很康復(fù)地集成在一起。”