高科技气味传感器旨在嗅出疾病、爆炸物——甚至情绪 - 《华尔街日报》

插图：米哈尔·贝德纳尔斯基我们生活在一个充满气味的世界里——这些化学信号蕴含着关于健康、环境乃至个人偏好（如喜爱的食物、香水和饮品）的宝贵数据。尽管经过数十年研发，这些芳香信息仍大多未被开发利用。

如今，科学家与企业家正加倍努力，试图在紧凑设备中复现嗅觉功能，使其能像摄像头识别人脸、麦克风识别语音那样检测分析气味。为打造这类高科技设备——它们或能通过气味检测癌症、新冠等疾病，定位隐藏爆炸物，甚至解读情绪行为——部分公司正借助合成生物学与基因工程的突破，另一些则利用人工智能的进展。

“这绝对是个蓬勃发展的领域，”麻省理工学院气味传感器研究员安德烈亚斯·梅尔辛表示，“我们正意识到存在一个从未察觉的分子世界。”他将该领域称为“未经勘探的金矿”。

开发更优嗅觉传感器的探索充满挑战，因为气味由多种化学物质构成，且动物鼻腔中识别气味分子的嗅觉受体细胞具有惊人的多样性。例如人类仅有三种色觉受体，却拥有数百种不同的嗅觉受体。

在最具未来感的设备中，那些整合了活体细胞、能对特定气味成分作出反应的装置尤为突出。位于加州圣拉斐尔的初创企业Koniku公司正以生物工程神经细胞为基础，开发能识别爆炸物微弱气味的传感器。这些细胞含有专门设计的蛋白质，可检测挥发性有机化合物——从食品、油漆、饮料、人体到未爆弹等各类源头渗入空气的含碳物质。

“我们设计的是嗅觉赛博格（生化人），“公司创始人兼首席执行官奥什·阿加比表示。他透露企业正与空客美洲公司合作研发机场用传感器，用于探测含爆炸物的包裹行李。空客美洲航空安全项目负责人布鲁斯·库尔指出，此举并非要取代现有嗅探犬等安防措施，而是作为补充手段。

阿加比博士称，在旧金山国际机场的近期测试中，Koniku的爆炸物嗅探原型机对已知含爆行李的识别准确率达97%。在独立测试中，其传感器性能与训练有素的嗅爆犬相当。他补充说，公司还在开发医疗保健等领域的应用传感器。

“当你审视尚未被分类的、影响人类生活的化合物和气味数量级时，我们的研究才触及皮毛，“阿加比博士坦言。

加州山景城的Aromyx公司同样采用活细胞研制气味传感器。不同于直接销售设备，该公司为食品葡萄酒商提供实验室服务，通过将消费者喜恶调研数据与其生物工程气味检测细胞对特定气味分子的反应相匹配，建立偏好图谱，帮助企业精准把握驱动消费选择的关键气味分子。

“价值不在于传感器本身，而在于数据，”Aromyx首席执行官乔希·西尔弗曼表示。

麻省理工学院的梅尔辛博士正专注于嗅觉技术的医疗应用。受那些能够嗅出人类恶性肿瘤的犬只启发，他正在开发一种人工智能气味检测系统，用于检测前列腺癌。

2021年，梅尔辛博士的团队发表的研究成果显示，他们的系统在检测前列腺癌患者尿液中的能力与受过训练的犬只相当。梅尔辛博士表示，自那以后，团队已将软件的准确率提升至90%以上，并补充说，该系统比众所周知的前列腺特异性抗原（PSA）血液检测更为可靠，后者可能导致假阳性诊断。根据美国国家癌症研究所的数据，在PSA检测结果异常后进行前列腺活检的男性中，只有25%最终被确诊患有癌症。

嗅觉专家警告称，在高科技气味检测器准备进入市场之前，必须克服一系列科学和技术挑战。对于使用活细胞的系统，监测设备需要更换的频率以及长期使用中的准确性至关重要，他们表示。

“这个想法很棒，问题在于实施，”加州理工学院的化学家兼嗅觉传感器开发者内森·刘易斯说道。

科学家和数据权利专家表示，分子级精密监控技术的出现——例如将手机转变为某些专家所称能检测健康状况的"气味手机”——引发了棘手的隐私问题。毕竟，我们身体持续散发的气味包含着健康状况和个人选择的线索，包括使用的产品、摄入的食物、饮酒吸烟习惯等。法律专家指出，人体气味数据的收集与分析可能影响保险承保范围，甚至波及就业。

“我们尚未准备好应对这些影响，“帕森斯设计学院媒体设计副教授、数据权利活动家大卫·卡罗尔表示，“这将引发深刻而严峻的道德困境。”

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