KI verändert die Art und Weise, wie wir über die Bewahrung von Düften denken, und rettet möglicherweise seltene Düfte, die vom Verschwinden bedroht sind.
Idelfonso Nogueira und sein Team von der Norwegian University of Science and Technology haben gezeigt, dass KI Formeln zur Herstellung von Parfüms entwickeln kann.
Die Studie umfasst die Erstellung von Duftprofilen nach ihrer "Duftfamilie" - beschreibende Begriffe wie "würzig" oder "Moschus" - und ihrem "Geruchswert", der die Intensität eines Geruchs misst.
So fanden sie zum Beispiel einen Duft mit einem hohen Geruchswert für "kumarin" (erinnert an Vanille) und einen anderen, der besonders "alkoholisch" war.
Die Forscher beabsichtigen, diesen Prozess zu nutzen, um seltene Gerüche zu bewahren - wie z. B. Gerüche, die aus sich verändernden natürlichen Umgebungen oder vom Aussterben bedrohten Pflanzen stammen - indem sie aus einer einzigen Probe reproduziert werden.
Es könnte auch ein effizientes, reproduzierbares Verfahren für die Herstellung von Parfüms ermöglichen, eine Aufgabe, die in der Regel viel Versuch und Irrtum erfordert.
Aufschlüsselung der Methodik
Der erste Schritt besteht darin, die Zieldüfte zu analysieren, um ihre Duftprofile zu verstehen, einschließlich ihrer Duftfamilien (wie "würzig" oder "Moschus") und ihrer Intensität.
Mit Hilfe eines Gated Graph Neural Network (GGNN), das auf einer riesigen Moleküldatenbank trainiert wurde, generiert das Team dann neue Moleküle, die den Zielduft potenziell replizieren könnten.
Dieser Prozess umfasst zwei Phasen: das Training des GGNN mit bekannten Molekülen, um die Beziehung zwischen den Molekülstrukturen und ihren Düften zu erlernen, und die anschließende Generierung neuer Moleküle, die dem gewünschten Duftprofil durch Transferlernen entsprechen.
Nogueira erklärt, dass sich die Geruchswahrnehmung aufgrund der physikalischen und chemischen Wechselwirkungen, die Moleküle mit der Luft oder der Haut eingehen, verändert. Um die Originaldüfte genau nachzubilden, wählten sie KI-generierte Moleküle aus, die ähnlich verdunsten wie die der Originaldüfte, und stellten sich so der Herausforderung, die Flüchtigkeit der Kopfnoten und die Langlebigkeit der Basisnoten einzufangen.
Nach der Erstellung einer Reihe von Molekülen wählt das Team diejenigen aus, die dem Duftprofil des Zielparfüms am besten entsprechen, und zwar auf der Grundlage ihres Dampfdrucks und ihrer Duftnoten.
In der letzten Phase wird die Parfümformulierung so optimiert, dass sie dem Originalduft entspricht. Bei diesem Prozess wird die Intensität der verschiedenen Duftfamilien im Parfüm berücksichtigt und die molekulare Zusammensetzung des Parfüms entsprechend angepasst.
Einer der mit dieser Methode hergestellten Düfte war dem Original sehr ähnlich, mit geringfügigen Abweichungen bei den "kumarinischen" und "scharfen" Noten. Der andere war fast eine exakte Übereinstimmung.
Die Autoren schlagen vor, dass die Ausweitung der Datenbank auf komplexere Moleküle die Genauigkeit dieser KI-generierten Düfte verbessern könnte und damit eine kostengünstigere und nachhaltigere Lösung für die Parfümindustrie bietet, die derzeit mit hohen Kosten und langen Entwicklungszeiten konfrontiert ist.
Nogueira ist bereit, die Technologie weiter zu testen, indem er einige der KI-generierten Düfte im Labor eines Kollegen in Ljubljana, Slowenien, selbst ausprobiert. "Ich bin sehr gespannt darauf, sie zu riechen", sagt er.
KI hat zahlreiche neuartige Anwendungen in weniger verdächtigen Bereichen, wie z. B. die Verwendung neuronaler Netze durch Forscher zur Geolokalisierung die einzigartigen Geschmacksprofile des Weins die chemischen Grundlagen des Terroirs zu beleuchten.
