人眼可以区分数百万种颜色，人耳可以听出 50 万种音调，人鼻可以区分1万亿种气味。最近，新加坡南洋理工大学陈晓东教授的团队发明了AI“电子鼻”，将一个“条形码”阅读器作为中介，来识别肉类食物的新鲜程度。

　　减少隐蔽性食物浪费

　　餐桌上的浪费，已经成了很多人日常生活中的一种常态。相比较这种“看得见”的浪费，那些在食物被做好端上餐桌之前的浪费则更加隐蔽，浪费也更加严重。

　　通常来说，消费者靠着个人经验和自己的嗅觉能力来判断这些食物的新鲜程度，但是他们做不到对冰箱里的生鲜食物进行准确判断。消费者因为怀疑存储在冰箱内的肉类变质而丢弃，会造成大量浪费。

　　现在，新加坡南洋理工大学团队发明的AI“电子鼻”，为解决这一问题打开了一个新的思路。它可以通过为消费者确认肉是否适合食用，从而更准确地帮助消费者减少不必要的食物浪费。

　　在对未加工的鸡肉、鱼和牛肉等样品进行测试时，研究小组发现，AI“电子鼻”的深层成交量积神经网络可以预测肉类的新鲜度，准确度达到98.5％。作为比较，研究小组评估了一种常用算法，通过其对传感器的检测来评估食物的新鲜度。结果显示，传统算法对食物新鲜度检测的准确性为61.7％。

　　模仿哺乳动物嗅觉系统

　　目前，测定肉类采用的是挥发性盐基氮法。在肉类长时间放置过程中，一系列碱性含氮的有毒物质如酪胺、组胺、尸胺等胺类被释放出来。通过检测这类物质的量，进而反推肉类的新鲜度。该方法主要的弊端在于，需要特定的仪器进行检测，其使用不便，操作复杂。

　　为了克服这些弊端，陈晓东教授团队基于哺乳动物嗅觉系统的工作原理，研发了AI“电子鼻”。

　　哺乳动物嗅觉系统运转可以分成两部分：一是感受器接触气体，此时形成的神经信号像气味指纹一样，必须经过解读才能得到结果；第二步则是信号通过神经传递给大脑，对气味指纹作出解读。用更加专业的词汇来说，模仿哺乳动物的嗅觉系统，需要复制两个功能：交叉反应传感和气味指纹模式识别。

　　这恰好也对应了AI“电子鼻”的两个组成部分：条形码和阅读器。前者放置于肉类周围，条形码因为肉类中的不同浓度的挥发性气体而产生变色；后者是 “中枢神经系统”，用以解读变色的条码，给出新鲜度结果。

　　30秒内识别食品新鲜度

　　AI“电子鼻”在肉质新鲜度检测上，真正做到了便携、准确和无损。陈晓东介绍，在此之前，类似的AI嗅觉系统存在的问题往往过于笨重，例如拖着长长的电源线，或者是检测条件苛刻，某些传感器在高温下才能工作。而他们研发的AI“电子鼻”，只需要一张条形码和一部智能手机即可。操作人员拍下条形码，使用专门开发的 App上传图片，接入云端的分析系统，30秒内就能得到结果。

　　由于AI“电子鼻”足够便携，未来可以对肉类食品进行全链条监测。它可以用在屠宰场、包装、冷链运输、超市，甚至消费者可以自行购买在家检测。

　　陈晓东说：“外界只关注到‘电子鼻’的概念，但真正要关注的是人工嗅觉系统。” 这意味着，在理论上，一切用嗅觉可以完成的工作，AI“电子鼻”都可以做到。

　　陈晓东举了个例子。检测肉类新鲜度，实质上是检测胺类物质的含量。同样的原理，如果评估食用油的新鲜度，那就需要检测酸类物质的含量。因为油在变质过程中会酸化。肉类和食用油，检测目标变了，但原理一致。研究人员只要重新制作对于酸类物质敏感的条形码，按照同样的逻辑训练系统识别即可。

　　如果再将使用领域扩大，AI“电子鼻”具备用在公共安全和危险品检测的潜力。很多化学危险品本身就有特殊的气味，这也是警犬能够识别它们的原因，如果能用AI“电子鼻”快速准确地识别该类物质，就能够提高检测效率和安全性。