Ako VOŇAJÚ molekuly?

V internetovom časopise „technology networks“ vyšiel zaujímavý článok, ktorý predznačuje možnosti umelej inteligencie (AI). Zdá sa, že čoskoro budeme mať také vyspelé „AI merače“, že budeme vedieť na základe štruktúry molekuly odmerať jej vôňu. Zariadenie bude zrejme vedieť identifikovať molekuly ktoré majú podobný výzor no odlišnú vôňu, ale aj také, ktoré vyzerajú odlišne, no vôňu majú podobnú.

Ako uvádza prof. Jane Parkervá z Univerzity of Reading v Spojenom kráľovstve, „výskum vizuálnych vnemov skúmame pomocou vlnovej dĺžky, sluchové podnety pomocu frekvencie. Obidve vieme odmerať a ohodnotiť pomocou špeciálnych zariadení. V súčasnosti však neexistuje spôsob, ako odmerať vôňu molekuly pomocou jej molekulárnej štruktúry.“

Na základe aplikovaného výskumu strojového učenia (podoblasť umelej inteligencie, ktorý pomáha zariadeniam a strojom „učiť sa“) sa vytvorí „čuchová mapa“. Bude sa využívať v syntetickej chémií, najmä v oblasti parfumérie a potravinárstva. Podľa článku tak môže zlepšiť perspektívy výroby udržateľných a trvanlivých chutí a vôní.

„Ako chemik, ktorý sa zaoberal chuťou, pracovala som s čuchom dlhé roky. Využívala som najmä vlastný nos, aby som popísala rôzne arómy. Táto čuchová mapa však okrem známych vonných zložiek a tých ktoré majú podobnú štruktúru, pracuje aj širokú podmnožinu nesúvisiacich vôní, s odlišnou molekulárnou charakteristikou. Pre výskumníkov v oblasti stravy a parfumérie sa tak otvárajú obzory v tisícov, možno miliónov rozličných vonných zložiek“ pokračuje profesorka Parkerová.

V tejto súvislosti sa uskutočnil výskum kde Univerzita v Readingu spolupracovala s Centrom chemických vnemov pri Pensylvánskej univerzite, Arizonskou štátnou Univerzitou a „Osmo“ firma Googlu, ktorá pomocou umelej inteligencie skúma vône. Úlohou výskumníkov z anglickej univerzity bolo skúmať čistotu chemických vzoriek, ktoré sa mali používať na testovanie umelej inteligencie. Využívali plynovú chromatografiu, aby oddelili „nečistoty“ a cieľovú molekulu. Jednu po druhej tak mohli ovoňať všetky jednotlivé molekuly a zistiť, či stopové prvky mohli prekryť vôňu cieľovej molekuly.

Profesorka Parkerová ďalej uviedla, že medzi päťdesiatimi testovanými vzorkami našli prvky s významnými nečistotami. V jednom prípade išlo o stopové prvky roztoku, ktorý sa používal pri syntéze cieľovej molekuly. Vďaka roztoku dostala vzorka „maslový zápach“, ktorý prekryl vôňu cieľovej molekuly, ktorá výskumníkov zaujímala. V tomto prípade tak vďaka molekulárnemu deskriptoru vedeli vysvetliť, prečo panel vedcov opísal vzorku ako „maslovú“ čo však nezodpovedalo molekulárnej štruktúre.

Akonáhle si AI navnímala dáta a začala sa učiť, jej schopnosť pomenovať zápach novej zlúčeniny bol vynikajúci. Bude sa dať využiť ako nástroj syntetickej chémie. Vedci tak budú môcť vytvárať nové arómy, tak ako farmaceutický priemysel prichádza s novými liečivami.