Forschung: Google lehrt KI anhand von Molekularstruktur das Riechen

Forscher von Google haben einen Forschungsartikel veröffentlicht (PDF), in dem sie darlegen, wie eine Künstliche Intelligenz mit Maschinellem Lernen anhand der Molekularstruktur von Stoffen deren Geruch vorhersagen können soll. Die Wissenschaftler gehören zu Google Brain, dem Deep-Learning-Bereich von Google.

Der mit „Quantitative Structure-Odor Relationship“ (QSOR) bezeichnete Zusammenhang zwischen der chemischen Struktur eines Stoffes und dem resultierenden Geruch ist seit Jahrzehnten ein Forschungsfeld, das insbesondere für Hersteller von Lebensmitteln und Parfum von Bedeutung ist. Die Forscher von Google hoffen, dass ihr Ansatz mit neuronalen Netzwerken in diesem Bereich das erreichen könne, was Maschinelles Lernen in den letzten Jahren bereits bei den Sinnen Sehen und Hören vollbracht habe.

Training und Test mit 5.000 Gerüchen erfolgreich

Den Wissenschaftlern zufolge können schon kleinste Veränderungen an der Molekularstruktur eine große Wirkung auf den Geruch haben. Das neuronale Netzwerk der Google-Wissenschaftler analysiert die Molekularstruktur und ihre Verbindungen, um daraus Vorhersagen für den Geruch zu treffen. Um die KI zu trainieren und zu testen, griffen sie auf rund 5.000 klassifizierte Gerüche zurück, die unterschiedlichen Kategorien wie beispielsweise „süßlich“ oder „holzig“ zugeordnet sind. Nach dem Training mit rund zwei Drittel der Gerüche ließen die Wissenschaftler die KI das restliche Drittel analysieren und den Kategorien zuordnen. Dieser Test sei erfolgreich gewesen, wobei die KI noch auf eindeutige Gerüche festgelegt sei. Einen Geruch sowohl als süß als auch holzig zu deklarieren, sei noch nicht möglich.

Eine subjektive Wahrnehmung ist nichts für Maschinen

Die subjektive Wahrnehmung von Gerüchen, durch die Menschen gleiche Gerüche sehr unterschiedlich interpretieren, kann die KI allerdings nicht leisten. Während eine Person einen Geruch eher holzig nennen würde, würde ihn eine andere Person zum Beispiel als erdig klassifizieren. Zudem sind gleiche molekulare Zusammensetzungen mit unterschiedlicher Anordnung der Atome, die auch einen anderen Geruch zur Folge hat, noch ein Problem. Diesem wollen sich die Wissenschaftler nun im weiteren Verlauf ihrer Arbeit annehmen. Vielleicht sei es möglich, ein Äquivalent zum Farbkreis auch für Gerüche zu entwickeln, so die Forscher.