デジタル嗅覚スタートアップの Osmo が画期的な科学論文で人工知能の世界に香りを導入

Aug 25, 2023

マサチューセッツ州ケンブリッジ、2023年8月31日 /PRNewswire/ -- AIと香りのパイオニアであるOsmoは、との協力のもと、「A Principal Odor Map Unize Diverse Tasks in Human Olfactory Perception」と題した独創的な論文をScience誌に発表した。モネル化学感覚センター、レディング大学、アリゾナ州立大学。 Google Research で行われた機械学習研究から生まれた Osmo は、AI と嗅覚科学を組み合わせて、コンピューターに嗅覚を与えます。

嗅覚研究者は 2 つの疑問に長い間興味をそそられてきました。それは、なぜ分子が特定の匂いを持つのか、そして分子の構造に基づいてそれらの匂いをどのように予測できるのかということです。 過去 1 世紀にわたって、データの乏しさ、高度なテクノロジーの欠如、定性的で主観的な経験としての匂いの認識により、それらに対する答えは限られた進歩しかありませんでした。 しかし、最近の AI の進歩により、Osmo はこれらの長年の課題を解決することができ、嗅覚工学にとって極めて重要な瞬間を迎えています。

Osmo CEO の Alex Wiltschko と彼のチームは、グラフ ニューラル ネットワーク (GNN) を使用して、香りの予測において人間を上回るパフォーマンスを発揮できるこの種の初の一般化された匂いマップである主臭マップ (POM) を作成しました。 5,000 分子のデータセットでトレーニングされた彼らの機械学習モデルは、分子構造のみに基づいて、これまで嗅いだことのない数百の分子の香りを予測しました。 このモデルのパフォーマンスを、匂い記述子の辞書を使用して匂いを評価した個々の参加者のパフォーマンスと比較すると、研究のどの単一参加者よりもコンセンサス (グループの匂い評価の平均) の予測が優れていました。 また、直感に反して似た匂いを持つ、構造的に似ていない分子の数十対を特定し、50万個の潜在的な香り分子について、匂いの強さや知覚的類似性など、さまざまな匂いの特性を特徴付けることもできました。

「私たちの研究は、私たちの嗅覚を定量化するためのまさに最初のステップを表しています」とアレックスは言いました。 「コンピューターは視覚と聴覚をデジタル化することができましたが、私たちの最も奥深く最古の感覚である嗅覚はデジタル化できませんでした。嗅覚の基本的な性質は、それが人間の生存の基盤として機能し、私たちの感情や記憶に形成的な役割を果たしているということですが、私たちはまだそれを実現できていません。 「この重要な感覚を定量化する体系的な方法を開発することはできませんでした。香りを制御し、操作できるようになったことで、人間の健康と幸福に利益をもたらすために、嗅覚を革新するという次のステップに進むことができるようになります。」

この研究に基づいて、Osmo は、化学空間にある数十億の分子の検索を加速し、存在する、または製造されるあらゆる分子の香りを予測する強力なプラットフォームを作成しました。

「これは嗅覚にとってゼロから一の瞬間だ」とアレックスは語った。 「AI は創薬を含む化学の世界の非常に多くのプロセスを変革してきましたが、香りにはまだ取り組んでいません。ある意味、私たちは創薬における AI を、AI が嗅覚に革命を起こす方法の先例だと考えています。 AI の出現により、ドラッグハンターが臨床で成功する可能性の高い新しい候補者を見つける方法が変化しており、AI が合成化学者やマスター調香師、つまり無数の分子を調べて香りを作り出す香りハンターの役割を強化していることがわかります。私たちの生活の不可欠な部分です。」

今後、Osmo はその使命をサポートする 2 つの主要な目標を追求しています。 フレグランス業界は、より厳格な基準とより困難な設計課題に直面しているため、同社の最初の目標は、安全で持続可能で環境に優しい新しい香り成分の発見を主導することです。 2つ目の目標は、匂いをデジタル化することです。 RGB と周波数マッピングが視覚と聴覚の技術革新の世界を切り開いたのと同じように、Osmo は、私たちが香りを捉え、伝達し、記憶する方法を変える、香りのデジタル表現を作成することを目指しています。 これは、香りを一時的なものから永続的なものへと進化させるという、Osmo の根底にあるビジョンを反映しています。

Osmo について Lux Capital と Google Ventures が主導する 6,000 万ドルのシリーズ A 資金で 2023 年 1 月に設立された Osmo は、機械学習、データ サイエンス、精神物理学、嗅覚神経科学、電気工学、化学を学際的なアプローチで融合して香りをデジタル化します。 Osmo の研究は、チームが Google Research で検証したデジタル嗅覚研究に基づいています。これには、グラフ ニューラル ネットワークを使用して構造から分子の匂いを予測し、匂いの類似性の生物学的基礎を調査する 2 つの重要な研究が含まれます。 同社は、より優れた、より安全で環境に優しい新世代の香り分子を作成するために、フレーバーおよびフレグランス市場での取り組みを開始しました。 オスモは、将来的には公衆衛生や農業などの分野で、人類が病気を早期に発見し、パンデミックをより迅速に追跡し、より多くの食料を栽培し、食料の腐敗を捕らえ、昆虫を追い払うのに役立つソリューションに取り組むことを期待している。