Создание цифрового «носа» для восприятия запахов - Jaaj.Club
Опрос
Планета официально мертва. Атмосфера нестабильна. А вы бы спустились на её поверхность?


События

07.09.2025 17:28
***

Стартовал
от издательства Коллекция Jaaj.Club.

Напишите научно-фантастический рассказ объёмом до 1 авторского листа и получите шанс попасть в коллективный сборник и получить рецензию от известных авторов.

Жюри конкурса

Александр Свистунов
Писатель-фантаст, член Союза писателей Узбекистана и Совета по приключенческой и фантастической литературе Союза писателей России.

Катерина Попова
Современная писательница, работающая в жанре мистики, фантастики и авантюрного триллера. Автор не лишает свои произведения лёгкости, юмора и самоиронии.

Мария Кучерова
Поэт и прозаик из Ташкента. Автор работает в жанрах мистики, драмы и триллера, создаёт серию повестей и романов в единой вымышленной вселенной.

Константин Нормаер
Писатель, работающий на стыке жанров: от фантастического детектива и стимпанка до дарк-фэнтези и мистического реализма.

Яна Грос
Писатель-прозаик, основные направление - гротеск, социальная сатира, реакция на процессы, которые происходят сегодня. Лауреат и дипломант международных конкурсов.

Jerome
Автор серии «Потерянные миры», специализирующийся на космической фантастике и путешествиях во времени. Автор многочисленных научно-фантастических сюжетов.

Артём Горохов
Писатель-прозаик, автор романов и множества произведений малой прозы. Руководитель семинаров творческого сообщества поэтов и прозаиков.

Ольга Сергеева
Автор сборника фантастических рассказов «Сигнал». Мастер научной фантастики и мистики, исследующая время, память и пределы человеческих возможностей.

***
12.08.2025 18:44
***

В продаже!

Эхо разрушений — новый постапокалиптический роман
Зои Бирюковой.

Мир после катастрофы, древняя война вампиров и оборотней, и ритуал, который решит судьбу человечества.


Зоя Бирюкова — геймер и поклонница тёмного фэнтези. Любовь к мирам вампиров и оборотней вдохновила её создать собственную историю о постапокалипсисе и древних силах.

***
02.07.2025 20:55
***

Уже в продаже!

Новая история от Катерины Поповой в мистическом романе


Живые есть? - Катерина Попова читать онлайн

***

Комментарии

Очень эмоциональный рассказ и, в то же время, блестяще раскрыта научно-фантастическая идея повествования! Спасибо!
17.09.2025 Formica
К сожалению, японский язык не поддерживается в тексте публикаций, оставил только английкую оригинальную версию. Спасибо!
17.09.2025 Jaaj.Club
https://akitahaiku.com/2019/12/17/world-haiku-series-2019-12-haiku-by-andrey-shtyrkovsky/

Haiku by Andrey Shtyrkovsky



spring rain melodies

yellow plum in the window

tea ceremony



春雨のメロディー

窓辺の黄色いプラム

お茶会



bird cherry color

the nightingale solo rings

fusion unity



鳥の桜色

ナイチンゲールのソロの輪

融合の調和



these free-flying moths

my adorable horror

thrill of meeting you



これらの自由に飛んでいるガ

私のかわいい手に負えないもの

あなたに会うスリル



zigzag on a vase

i read the word syzygy

the book fell and crashed



花びんのジグザグ

私はsyzygy という言葉を読んだ

本が落ちて大きな音を立ててぶつかった



azure serene sea

inside the field of vision

flip-flops in the sand



空色の穏やかな海

視野の範囲内

砂地にピーチサンダル



sweet like ripe cherries

fragrance reflected in glass

traces of a kiss



熟したチェリーのように甘い

グラスに映る香り

キスの痕跡



twinkling lights afar

twenty-four hours on the watch

lonely avenue



遠くにきらめく光

見張りを24時間

人気の無い通り



lullaby waxwings

mellifluous aquiver

woke up in the wood



子守歌のレンジャク

甘美に揺れて

森で目覚めた



flash instant insight

moment of endless present

being and meaning



一瞬の即座の洞察

終わりのない現在の瞬間

存在と意義



ineffable silk

in the heart of haijin path

aurora blossom



言いようのないシルク

俳人の道の中心に

黎明の花



— Translated by Hidenori Hiruta
17.09.2025 shtyrkovsky
Интересный сборник рассказов. Все рассказы очень разнообразные и не похожи друг на друга. Читаются быстро и легко.
17.09.2025 frolyagg
Спасибо большое!
16.09.2025 al.garanina

Создание цифрового «носа» для восприятия запахов

13.10.2022 Рубрика: Компьютеры
Автор: vassyap
Книга: 
23047 0 0 32 1285
В нашем носу находится 400 различных рецепторов для определения химического состава окружающего мира, и люди только начинают понимать, сколько из этих рецепторов могут взаимодействовать с данной молекулой.
Создание цифрового «носа» для восприятия запахов
фото: quantamagazine.org
Усилия по созданию лучшего цифрового «носа» предполагают, что человеческое восприятие запахов отражает как структуру ароматических молекул, так и метаболические процессы, которые их создают.

Алекс Вильчко начал коллекционировать духи ещё подростком. Его первым флаконом был Azzaro Pour Homme, неподвластный времени одеколон, который он заметил на полке в магазине T.J. Maxx. Он узнал это название из книги «Парфюмеры: Путеводитель», поэтические описания ароматов, которые положили начало его одержимости. Очарованный, он копил деньги, чтобы пополнить свою коллекцию. «В итоге я попал в кроличью нору», — сказал он.

Совсем недавно, в качестве обонятельного нейробиолога в группе исследований мозга Google Research, Вильчко использовал машинное обучение, чтобы проанализировать наши самые древние и наименее понятные чувства. Иногда он смотрел почти с тоской на своих коллег, изучающих другие чувства. «У них есть эти прекрасные интеллектуальные структуры, эти соборы знаний, которые объясняют визуальный и слуховой мир, стыдя то, что мы знаем об обонянии», говорит он. Однако недавняя работа Вильчко и его коллег помогает это изменить.

В статье, впервые опубликованной на сервере препринтов biorxiv.org в июле, они описали использование машинного обучения для решения давней проблемы в обонятельной науке. Их результаты значительно улучшили способность исследователей вычислять запах молекулы по её структуре.

Более того, то, как они улучшили эти расчёты, позволило по-новому взглянуть на то, как работает человеческое обоняние, выявив скрытый порядок в том, как восприятие запахов соответствует химическому составу живого мира.

При вдыхании запаха утреннего кофе, 800 различных типов молекул перемещаются к обонятельным рецепторам. Из сложности этого богатого химического портрета мозг синтезирует общее восприятие: кофе. Однако, исследователям оказалось чрезвычайно сложно предсказать, как даже одна молекула будет пахнуть для нас, людей. В нашем носу находится 400 различных рецепторов для определения химического состава окружающего мира, и люди только начинают понимать, сколько из этих рецепторов могут взаимодействовать с данной молекулой. Но даже с этим знанием неясно, как комбинации запахов сопоставляются с восприятием ароматов как сладких, мускусных, отвратительных и т. д.

«Не было чёткой модели, которая дала бы вам предсказание того, как пахнет большинство молекул», — соощает Пабло Мейер, изучающий биомедицинскую аналитику и моделирование обоняния в IBM Research и не участвовавший в недавнем исследовании. Мейер решил сделать известную проблему соединения структуры и запаха в центре внимания конкурса IBM DREAM 2015 года, соревнования по вычислительному краудсорсингу. Команды соревновались в построении моделей, которые могли бы предсказать запах молекулы по её структуре. Но даже самые лучшие модели не могли объяснить всего.

4e8ef4.jpg
Фото: foodbay.com

В данных были разбросаны надоедливые, нерегулярные случаи, которые нельзя было предсказать. Иногда небольшие изменения в химической структуре молекулы давали совершенно новый запах. В других случаях серьёзные структурные изменения практически не изменяли запах.

Метаболическая организация запахов


Чтобы попытаться объяснить эти необычные случаи, Вильчко и его команда рассмотрели требования, которые эволюция могла наложить на наши органы чувств. Каждое чувство на протяжении миллионов лет настраивалось таким образом, чтобы обнаруживать наиболее заметный диапазон раздражителей. Для человеческого зрения и слуха это свет с длиной волны от 400 до 700 нанометров и звуковые волны от 20 до 20 000 герц. Но что управляет химическим миром, воспринимаемым нашим носом?

«Единственная вещь, которая остаётся неизменной на протяжении всей эволюции, по крайней мере, очень давно, — это основной метаболический двигатель внутри каждого живого существа», — говорит Вильчко, который недавно ушёл из Google Research, чтобы стать постоянным предпринимателем в Alphabet, дочерней компания венчурного капитала, GV.

Метаболизм относится к набору химических реакций, включая цикл Кребса, гликолиз, цикл мочевины и многие другие процессы, которые катализируются клеточными ферментами и превращают одну молекулу в другую в клетках. Эти хорошо зарекомендовавшие себя пути реакций определяют карту взаимосвязей между встречающимися в природе химическими веществами, которые доносятся до нас через нос. Гипотеза Вильчко была проста: возможно, химические вещества с похожим запахом связаны не только химически, но и биологически. Чтобы проверить идею, его команде понадобилась карта метаболических реакций, происходящих в природе.

c66fa527a4-2.jpg
Фото: foodbay.com

К счастью, учёные в области метаболомики уже создали большую базу данных, описывающую эти естественные химические отношения и ферменты, которые их вызывают. С помощью этих данных исследователи могли выбрать две пахучие молекулы и рассчитать, сколько ферментативных реакций потребуется, чтобы преобразовать одну в другую. Для сравнения им также понадобилась компьютерная модель, которая могла бы количественно определить, как различные пахучие молекулы пахнут для человека.

С этой целью команда Вильчко усовершенствовала модель нейронной сети, называемую основной картой запаха, основанную на результатах конкурса DREAM 2015 года.

Эта карта похожа на облако из 5000 точек, каждая из которых представляет запах одной молекулы. Точки для молекул с похожим запахом сгруппированы вместе, а для молекул с совершенно разными запахами — далеко друг от друга. Поскольку облако — это гораздо больше, чем трёхмерное пространство — оно содержит 256 измерений информации, — только передовые вычислительные инструменты могут справиться с его структурой.

Исследователи искали соответствующие отношения в двух источниках данных. Они отобрали 50 пар молекул и обнаружили, что химические вещества, расположенные ближе на карте метаболизма, имеют тенденцию быть ближе и на карте запахов, даже если они имеют очень разные структуры. Вильчко был поражён этой корреляцией. По его словам, предсказания всё ещё не были идеальными, но они были лучше, чем любая предыдущая модель, полученная только с помощью химической структуры. «Этого вообще не должно было случиться, — сказал он. «Две молекулы, которые биологически похожи, как один шаг ферментативного катализа, они могут пахнуть розами и тухлыми яйцами». Но они этого не сделали.

Исследователи также обнаружили, что молекулы, которые обычно встречаются в природе вместе — например, различные химические компоненты апельсина — пахнут более похоже, чем молекулы без естественной ассоциации.

Химически настроенные на природу


Результаты «интуитивны и элегантны», — говорит Роберт Датта, нейробиолог из Гарвардской медицинской школы и бывший научный руководитель Вильчко, который не участвовал в недавнем исследовании. «Это похоже на то, что обонятельная система устроена так, чтобы обнаруживать различные химические совпадения», — сообщает он. «Таким образом, метаболизм управляет возможными совпадениями». Это указывает на то, что есть ещё одна особенность, помимо химической структуры молекулы, которая имеет значение для нашего носа, — метаболический процесс, который произвёл молекулу в естественном мире. «Обонятельная система настроена на ту вселенную, которую она видит, а именно на эти молекулярные структуры. И то, как эти молекулы сделаны, является частью этого», — говорит Мейер. Он высоко оценил остроумие идеи использования метаболизма для уточнения категоризации запахов.

запахи1.jpg
Фото: quantamagazine.org

Хотя карта, основанная на метаболизме, не сильно улучшает структурные модели, поскольку метаболическое происхождение молекулы уже тесно связано с её структурой, «она даёт некоторую дополнительную информацию». Мейер предсказывает, что следующий рубеж обонятельной нейробиологии будет связан с запахами смесей, а не с отдельными молекулами. В реальной жизни человек очень редко вдыхает только одно химическое вещество за раз; если подумать о сотнях ароматах, доносящихся из кофейной кружки.

В настоящее время у учёных недостаточно данных о смесях пахучих веществ, чтобы построить модель, подобную модели для чистых химических веществ, использованной в недавнем исследовании. Чтобы по-настоящему понять обоняние человека, необхоимо изучить, как совокупность химических веществ взаимодействует, образуя сложные запахи, подобные запахам во флаконах духов Вильчко. Этот проект уже изменил представление Вильчко о своей давней страсти.

Когда люди ощущают запах, «вы воспринимаете части другого живого существа», — говорит он. «Я просто думаю, что это действительно красиво. Так я чувствую себя более тесно связанным с самой жизнью».

Подпишитесь на бесплатную еженедельную рассылку

Каждую неделю Jaaj.Club публикует множество статей, рассказов и стихов. Прочитать их все — задача весьма затруднительная. Подписка на рассылку решит эту проблему: вам на почту будут приходить похожие материалы сайта по выбранной тематике за последнюю неделю.
Введите ваш Email
Хотите поднять публикацию в ТОП и разместить её на главной странице?

«Невозможная» химия может раскрыть происхождение жизни на Земле

Эта захватывающая новая область исследований заставила учёных переосмыслить шаги, которые могли привести к первому живому организму, и заставила их ещё раз столкнуться с давним вопросом: как мы вообще определяем жизнь? Читать далее »

Запах ментола снижает симптомы болезни Альцгеймера у мышей

Когда мыши с болезнью Альцгеймера вдыхают ментол, их когнитивные способности улучшаются. Если исследователи выяснят, какие запахи вызывают определённые реакции мозга и иммунной системы, то смогут использовать их для улучшения здоровья. Читать далее »

Алмазы из одноразовых пластиковых бутылок

В поисках подходящего материала исследователи наткнулись на ПЭТ, материал, из которого в основном изготавливаются одноразовые бутылки. Под действием кислорода ускоряется разделение углерода и водорода и, таким образом, стимулируется образование наноалмазов. Читать далее »

Может ли солнечная энергия решить проблему энергетических потребностей

Предлагаемый проект, известный как Solaris, определит, может ли эта идея способствовать энергетической безопасности Европы в будущем — или всё ещё остаётся журавлём в небе. Читать далее »

Комментарии

-Комментариев нет-