Объединение обонятельных рецепторов человека с искусственными органическими синапсами и нейронной сетью для обнаружения рака

Важные новости

Сочетание обонятельных рецепторов человека с искусственными органические синапсы и нейронная сеть для обнаружения рака

Искусственная обонятельная система, распознающая образы. Хён У Сон и его коллеги разработали искусственную обонятельную систему, которая различает запахи на уровне длины молекулярной цепи. Обонятельная система возникла путем интеграции обонятельных рецепторов человека и органических синаптических устройств. Система генерирует четкую картину проводимости для одорантов и смесей. Этот подход обеспечивает точное распознавание запахов посредством обучения и моделирования. Фото: Прогресс науки (2024 г.). DOI: 10.1126/sciadv.adl2882

Команда инженеров-химиков и биологов из Сеульского национального университета в Республике Корея разработала экспериментальное устройство, которое однажды может привести к созданию искусственного носа.

В своем исследовании опубликовано в журнале Science Advances группа объединила несколько типов технологий для создания устройства, способного обнаруживать короткоцепочечные жирные кислоты в образцах воздуха.

Ученые стремятся усовершенствовать человекоподобных роботов с помощью технологий, которые могут имитировать чувства — например, камеры для глаз, а также датчиков, встроенных в искусственную кожу, чтобы имитировать чувство осязания. Однако одним из чувств, которое не так развито, является обоняние.

Существующие устройства способны обнаруживать присутствие заданной молекулы или соединения в пробе воздуха, но не обладают способностью к обобщению. В этой новой работе исследовательская группа стремилась расширить такие возможности, объединив несколько типов существующих технологий.

Устройство состоит из трех частей. Первая часть представляет собой своего рода нанодиск, содержащий модифицированные обонятельные рецепторы человека, выращенные с использованием бактерий E. coli. Вторая часть представляет собой устройство, имитирующее нейронные синапсы. И третье устройство — искусственная нейронная сеть.

Когда в устройство подается образец воздуха, содержащиеся в нем одоранты уникальным образом связываются с обонятельными рецепторами. Информация от первого устройства передается на второе, которое реагирует заранее определенным образом, который расшифровывается искусственной нейронной сетью.

  • Объединение обонятельных рецепторов человека с искусственными органическими синапсами и нейронной сетью для обнаружения рака

    Сравнение обонятельной системы человека и искусственной обонятельной системы. Фото: Прогресс науки (2024 г.). DOI: 10.1126/sciadv.adl2882

  • Объединение обонятельных рецепторов человека с искусственными органическими синапсами и нейронной сетью для обнаружения рака

    Корреляция между обонятельная система человека и искусственная обонятельная система. Искусственная обонятельная система состоит из обонятельного сенсорного нейронного аппарата и органического синаптического аппарата. Кредит: <я>Прогресс науки (2024 г.). DOI: 10.1126/sciadv.adl2882

  • <. img class="aligncenter" src="https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800/2024/combining-human-olfact-3.jpg" alt="Объединение обонятельных рецепторов человека с искусственными органическими синапсами и нейронная сеть для обнаружения рака" />

    Паттерны запахов, извлеченные из искусственной обонятельной системы, и искусственная нейронная сеть, используемая для обучения и моделирования выводов. Система демонстрирует замечательную точность в различении четырех разных запахов на уровне длины молекулярной цепи (90–100%). Фото: Прогресс науки (2024 г.). DOI: 10.1126/sciadv.adl2882

Чтобы определить, какой одорант присутствует в образце воздуха, если таковой имеется, исследователи обучили нейронную сеть образцам – в данном случае жирным жиром с короткой цепью. кислоты, диапазон которых варьировался от трех до шести молекул углерода.

Команда выбрала четыре конкретные жирные кислоты, которые, как известно, присутствуют в образцах дыхания людей с определенными типами рака желудка. Устройство с точностью 90 % различало четыре типа жирных кислот.

Исследовательская группа планирует продолжить работу, добавив больше рецепторов.

Дополнительная информация: Хён У Сон и др., Искусственная обонятельная система распознавания образов, основанная на обонятельных рецепторах человека и органических синаптических устройствах, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adl2882

Информация журнала: Достижения науки

Новости сегодня

Последние новости