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新兴的“数字嗅觉”技术，能否成为下一个千亿风口？

2023-02-24 19:08

来源：澎湃新闻·澎湃号·媒体

“数字嗅觉”的意思主要是通过数字捕捉气味，以及通过数字产生香气，例如，它可以将采集到的气味进行存储、编码、传输、解码、释放的全流程，通过NFT技术能让其成为数字资产，上传到区块链后即可保存下来。

气味也可以像声音、图像、数据一样传输吗？数字嗅觉技术就能够实现这一点。

随着时代的发展，互联网彻底改变了现代人的消费和体验方式。由于目前的科技水平对于图像和声音的数字化程度最高、信息传输效率最大，因此，人们对于世界的认知逐渐被视觉和听觉所主导。查看商品图片详情，观看主播介绍，拍照录像分享到朋友圈……这些场景无不证明了人们正身处于视觉和听觉高度信息化的“屏幕时代”。

在这个斑斓又喧闹的时代，图像和声音的网络化传输多数人已经司空见惯，而气味是不是也可以进行网络化识别传输呢？但是气味无色无形易挥发，比图像和声音要难以琢磨得多，要如何收集并且研究它呢？这些问题科学工作者一直在探数字嗅觉”也应运而生。

数字嗅觉作为一个新兴概念，现在还没有一个相对官方准确的描述，借用一家初创公司的定义来说，“数字嗅觉”的意思主要是通过数字捕捉气味，以及通过数字产生香气，例如，它可以将采集到的气味进行存储、编码、传输、解码、释放的全流程，通过NFT技术能让其成为数字资产，上传到区块链后即可保存下来。

那么，数字嗅觉将如何为人们的生活开启一个新的体验？今天，请跟随《中国科技信息》一起来探索它的奥妙。

嗅觉数字化已逐渐从面向企业到面向个人

本质上，数字嗅觉属于AI领域的一个系小分支。即使用AI学识别气味，数字嗅觉主要是通过数字捕捉气味，以及通过数字产生香气。

那么，目前全球在这一技术领域都有哪些实践呢？法国数字嗅觉公司Aryballe将生物传感器、先进的光学技术和机器学相结合，捕获气味特征，再通过软件进行显示和分析，模拟出大脑识别和区分气味的过程，气味发出后，化学传感器和光学系统来智能识别这些气味，与数据库中的气味做比对；我国的气味王国将气味分类、编码进行数字化，它还与中科院的嗅觉实验室合作，通过融资和发展，已经开始在影院的气味设备中实践并盈利。至此，气味王国的气味播放器可以挂在脖子上，人们在看电影时能够同步闻到画面中场景的味道，而且为了不让气味混淆，能够将有效气味控制在25公分左右。

由此可见，目前气味传感器应用范围很广，随着家电智能化，可以用于检测冰箱里食物的新鲜度，在厨艺方面也可以用于提示食物的火候是否到了可以关火的时候。在饮料制造方面可以当作一个刻度尺来提高产品质量。更精密的数字嗅觉在化妆品方面还可能配出新的配方，为传统的气味增添新的品种。

从目前的趋势来看，将嗅觉数字化已经逐渐从面向企业到面向个人，进而满足针对企业和个人更加定制化、个性化的需求。或许在不久的将来，数字嗅觉和味觉的地位也将像数字视听觉一样不可替代。

数字嗅觉技术在健康和环保方面大有作为

新兴的数字嗅觉技术除了增强产品对消费者的吸引力之外，还有各种使用场景，如提升产品质量，保护人类健康和安全，在食品、汽车保养、卫生保健和环境保护等各个领域都发挥作用。

比如谷歌就在研究使用神经图形网络识别、预测气味。研究人员认为，分子识别的机器学习应用程序的进步，可以帮助人工智能像模仿视听觉一样预测气味。这项研究将为神经形态系统铺平道路，该系统将可以诊断疾病、检测武器和爆炸物，及时发现麻醉剂、烟雾和一氧化碳之类的有害气味，并对它们进行甄别。

这个团队的科学家在《arXiv》上发表的题为《机器学习气味：学习小分子的通用感知表示》的论文中写道，将原子视为节点，将化学键视为边缘，则可以将分子解释为图形。类似于AI模仿视觉和听觉等其他感觉的方式，在这项研究中，气味小分子通过向量值的形式重复传递，最后将汇总代表整个分子的单个矢量作为已知分子的特征传递到网络中，因此无需手动操作就可以通过图形神经网络（GNN）实现直接预测单个分子的气味。

在众多研究当中，实现数字气味的关键技术包括气味的远程传输和异地还原。将气味按照一定规则编码成信息后，再通过互联网进行信息的远程传输，这在技术上并不困难。真正的棘手之处在于气味的异地还原，即如何将气味信息还原为人类可以通过嗅觉感知的气味。在实际操作中，这一问题又可以按气味的存储、释放和传播分解为三个子课题。其中，气味储存是一大难题，为了将气味储存，需要研发特殊的密闭结构，采用特殊的流道设计来控制气味释放。

我国每年面临近千亿元的增量市场

随着MEMS微纳加工工艺和物联网、大数据等技术的发展，越来越多的企业切入智能嗅觉领域，通过气体传感器和数字化平台，实现食品质量、人体健康、工业材料品质、空气质量等方面的监测，更好地以低成本方式替代人工，提升效率，推动了气味数字化产业的发展。