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气味的相似性可以通过其代表向量之间的夹角来衡量。
香水总是充满了神秘感。多年前,AlexanderGrahamBell首次提出用有条理、有逻辑的方式制定“气味标尺”。他说:“除非能测量不同气味之间的相似度和差异性,否则我们就无法掌握气味科学。”然而,Bell提出的挑战一直无人响应。
近日,以色列魏茨曼科学研究所的科学家们在《自然》杂志上发表论文称,受Bell概念的启发,他们通过记录并测量人们对气味的感知方式,将气味间的区别“数字化”了。现在,只要有分子结构,科学家们就预测出复杂气味剂的气味。
这项研究不仅能彻底改变香水世界,将来还能帮助我们实现真正意义上的气味数字化,甚至气味复刻。
在最初的实验中,研究人员创造了14种芳香混合物(每种混合物包含大约10种分子成分),将其一次性放置于近名志愿者面前,让他们对这些气味的相似度进行评价,并按照从“相同”到“极其不同”的标准进行排序。
随后,研究团队对此前的物理化学测量方法进行了改良:每一种气味都由一个包含21种物理度量(极性、分子量等)的单一向量来表示,向量之间的夹角可以反映两种气味在感知上的相似性。夹角小的气味被测定为“相似”,夹角大的气味被测定为“不同”。
研究小组发现,改良后的测量方法测算的结果与Vosshall实验室的大规模气味辨别研究结果相符:夹角小的气味很难区分,夹角大的气味则容易辨别。随后,研究人员又在自己的测试中进一步验证了该方法的准确性。
由于“气味标尺”可以测量任意两种气味的相似性,它也可以用于预测气味的最终呈现效果。例如,任何与“香蕉”气味夹角在0.05弧度(角度测量单位)以内的新气味剂,闻起来将与香蕉一致;超过这一弧度,气味剂便不具备香蕉气味了。
现在,研究人员正在开发一种基于网络的工具——它不仅能预测新气味剂的最终效果,还能根据设计指令合成不同气味。
研究的领导者、魏茨曼研究所神经生物学系的NoamSobel教授评价道:“我们已经响应了年前Bell发起的挑战——玫瑰与紫罗兰香味夹角是0.弧度(相对相似),紫罗兰与阿魏的香味夹角是0.5弧度(相差甚远),玫瑰与阿魏则是0.弧度(相差更大)。”
气味感知被成功转化为数字,这不仅能推动气味科学的发展,也是香水向数字化发展迈出的重要一步。
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编译:花花
审稿:西莫
责编:陈之涵
期刊来源:《自然》
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