פיתוח ישראלי: אף אלקטרוני שמזהה ריחות
מדעני מכון ויצמן למדע פיתחו "אף אלקטרוני" שמסוגל לחזות את מידת הנעימות של ריחות. היישום העתידי יאפשר לנטרל רעלים סביבתיים ולבצע העברה דיגיטלית של ריחות
האם תפיסת הריח האנושית תלויה בהקשרים תרבותיים או בהעדפות אישיות, או שאולי מדובר בתחושה אוניברסאלית? פיתוח חדש של חוקרים ממכון ויצמן למדע מצא פיתרון לסוגיה הזאת.
"אף אלקטרוני" שפיתחו מדענים מהמכון מוכיח כי מידת הנעימות המלווה ריח, תלויה במבנה המולקולות של החומר עצמו ואינה עניין של קונבנציות תרבותיות. האף מסוגל לחזות את מידת הנעימות שיחוו בני אדם כשיתקלו בריחות לא מוכרים.
המחקר מתפרסם היום בכתב-העת המדעי PLoS Computational Biology, ולממצאיו השלכות יישומיות במספר תחומים, ביניהם ניטור ריחות רעים, ניטרול רעלים סביבתיים, וסריקת ריחות לתעשיית הבשמים וחומרי הריח.
בנוסף, הממצאים מהווים צעד חשוב נוסף בדרך לפיתוח שיטה להעברה דיגיטלית של ריחות, לצורך ליווי סרטים, משחקים ועוד, כבמעין "פס-ריח" חושי.
בעשורים האחרונים פותחו מכשירים המשמשים כ"אפים אלקטרוניים" המסוגלים לחוש ריחות ולזהותם. הרכיב העיקרי באפים אלה הוא מערך של קולטנים (סנסורים) כימיים.
כאשר חומר ריח מסוים עובר דרך האף האלקטרוני, התכונות המולקולריות שלו מפעילות את הקולטנים באופן היוצר תבנית אלקטרונית ייחודית – מעין "טביעת אצבע" אופיינת לחומר הריח.
לאלף את האף
כמו כלב גישוש, גם את האף האלקטרוני יש "לאלף" באמצעות דוגמאות ריח, וכך להקנות לו מאגר מידע ראשוני. לאחר מכן יוכל המכשיר לזהות דוגמאות ריח המוצגות לו באמצעות השוואה של "טביעות האצבע" שלהן לאלה המצויות במאגר.
כמובן שבניגוד לבני אדם, כאשר יוצג לאף האלקטרוני ריח בלתי מוכר שלא נשמר במאגר, הוא לא ידע לזהות או לסווג אותו כריח רע או נעים.
החידוש בטכניקה שפותחה במכון ויצמן על ידי ד"ר רפי חדד, פרופ' נועם סובל, פרופ' דויד הראל ומדענים אחרים, הוא שבמקום לאמן את האף לזהות ריחות ספציפיים, לימדו אותו החוקרים לקבוע את מיקומו של ריח על גבי רצף המדרג את מידת הנעימות של הריח. כלומר, הם לימדו את האף האלקטרוני לחזות אם הריח יסווג בצד ה"נעים" של הרצף, בצד ה"לא נעים" שלו, או בכל נקודה ביניהם.
לצורך כך אספו המדענים קבוצה של מתנדבים ילידי ישראל, שהתבקשו לדרג את מידת הנעימות של מבחר ריחות על גבי סולם בן 30 יחידות: החל מ"נעים במידה רבה" ועד "בלתי נעים במידה רבה".
על בסיס הנתונים שהתקבלו הם פיתחו "אלגוריתם נעימות" אותו הזינו לאף האלקטרוני, וחזו באמצעותו את מידת הנעימות של מגוון ריחות חדשים שלא נכללו במאגר המקורי.
השוואת הדירוג שעשה האף האלקטרוני, לזה שעשתה קבוצה חדשה של מתנדבים, הראתה על חפיפה גבוהה של כ-80%. בסיווג ריחות פשוט יותר, רק לאחת משתי קטגוריות, "נעים" או "לא נעים", הגיע רמת הדיוק של האף ל-99%.
עניין של תרבות?
כדי לבדוק גם האם תפיסת הריח היא אישית ותלוית-תרבות או אוניברסאלית ובלתי-תלויה החליטו המדענים לבדוק את תחזיות האף האלקטרוני כנגד הדירוג של קבוצת מתנדבים שעלו לישראל מאתיופיה.
התוצאות הראו כי גם במקרה זה מגיע האף האלקטרוני לדירוג דומה לזה שהתקבל על ידי המתנדבים, למרות שה"תכנות" שלו נעשה על סמך נתונים שנאספו מילידי ישראל. למרות שריחות שונים הם בעלי משמעות והקשרים שונים בתרבויות השונות, תחזיותיו של האף האלקטרוני מגיעות להישגים דומים.
פרופ' נועם סובל: "העובדה כי ביכולתנו לחזות אם אדם בלתי מוכר לנו יאהב חומר ריח מסוים, ללא קשר לרקע התרבותי שלו, מעידה על כך שנעימותם של ריחות היא תכונה ביולוגית בסיסית, וכי היבטים מסוימים במבנה המולקולרי של החומר הם הקובעים האם ריחו יהיה נעים או לא.
"יחד עם זאת, אנו מאמינים כי בהקשרים מסוימים, הרקע התרבותי אכן משפיע על תפיסת הנעימות של ריחות. לדוגמא, רבים תוהים כיצד ייתכן שהצרפתים אוהבים את הריח של גבינות צרפתיות, בעוד שיתר האנשים חושבים כי הריח דוחה.
במקרה זה, אנו מאמינים כי הצרפתים אינם סבורים כי מדובר בריח נעים כשלעצמו, אלא שהוא מעיד על איכותה של הגבינה. אם הריח היה מוצג מחוץ להקשרו – כדגימת נוזל בצנצנת – גם הצרפתים היו מדרגים אותו כלא-נעים, כמו כל אדם אחר".
לפנייה לכתב/ת 
