如何將氣味數字化？

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氣味能否量化，數字化，來進行信息傳輸，重現呢？

(?? . ??)下午剛寫完儀器分析實驗報告，開了本霍夫曼的《相同與不同》跑來答題啦～

剛看到這題的時候就有想法用液相色譜與質譜儀連用的方法。

老師之前也提到過扒配方也是這樣做

將氣味數字化，首先要出色譜峰識別並分離出各個混合物，然後再分析各個混合物含量和組成。

先放可可香味的色譜峰

載有這幅圖的文章介紹了一組致力於新鮮可可香料分析的化學家的工作。為什麼人們要做這件事?在瑞士維威的雀巢公司實驗室可能希望這麼做。他們的化學家採集了200公斤的迦納產的可可，用水汽和二氯甲烷抽提其中的香料。他們把抽提物濃縮到50毫升，然後把它的餾分通入氣相色譜儀。在圖中的時間標尺上可以看到有39個峰。這些峰的出現是在色譜內經歷了許多次聯合與分離的結果。每一個峰至少是一種化合物；雀巢公司的化學家們至少驗明了57不同的化合物，其中的的35個早先不知道在可可中存在。這個現實的世界真讓人眼花繚亂。所有57個化合物（每個都是由許多相同的分子構成）不一定是可可產生香味所必需的。由此而見，天然的混合物是多麼的複雜啊！
下一步任務是確定在每一個峰中是什麼分子。在順利情況下，如果它們的結晶純凈，那麼用一種叫做X射線衍射儀的機器（約值10萬美元一台）花上一周時間即可定出分子結構。

從以上看來是用氣相色譜與x射線衍射儀聯用的方法了。

ps.許多藥典都載有有效成分的紅外圖譜了，相信氣味圖書館中放有色譜峰也是很好玩的事情吧(?? . ??)

醫學研究已經證明氣味是有最基本的維度的。而且基本的嗅覺維度比你想像的要少。大概只有六個。但是，現實中任何氣味都是被這六個向量反覆迭代的綜合氣味。有一種東西叫「嗅覺柱」，是一個六頂點的柱子，用來描述複雜氣味的組成。

人的嗅覺還沒有靈敏到能夠直接識別嗅覺的模擬信號。顯然，人能夠辨別的氣味，比普通哺乳動物少多了，尤其是犬科動物。某種意義上，嗅覺對於人類來說是正在退化的一項感覺功能。人類對嗅覺，是用受體識別的。嗅細胞膜表面有多少種受體，就有多少種氣味元素。而嗅覺受體的種類是固定的。如果我沒記錯的話，嗅覺受體的鑒定工作獲得過諾貝爾生理學與醫學獎。

沒錯，是2004年的，網站在這裡：The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2004

和人類目前理解最透徹的視覺系統不一樣，視覺有完整且發達的傳導網路，成熟且專職的感受細胞，而嗅覺和味覺是靠受體感受的化學感覺，其中嗅覺是遠感覺，針對的是外部環境；味覺是近感覺，針對的是具體對象。也就是說，對於人類來說，嗅覺存在的意義並不是分辨有多少種氣味，而是給人類最基本的提示：這個東西有/沒有氣味！它能/不能吃！它好/不好吃！就這三點。當然，一部分氣味還有影響人的情緒和性慾的功能，這來自於氣味受體附帶的外激素受體功能。

因此，嗅覺對於人類，就像是一款宏大的3D遊戲里的一段BGM。嗅覺更講究臨場感和情緒渲染。至今，嗅覺仍然不能被人類當做信息載體使用，比如視覺對應文字，聽覺對應語言，但是，嗅覺，這種模糊的感覺很多情況下我們人類甚至不能去精確地定義它。我覺得，和人類已經發育成熟的「可編碼感覺」如視覺和聽覺相比，在VR技術上，沒有必要通過編碼的方式去重構嗅覺，那樣工作量很大，取得的效果並不明顯。

即使你能把氣味所含有的所有化學物質的分子結構和含量全部測定出來，定義氣味依然是一件很困難的事情。比如說，天然的蘋果香含有數百種芳香物質，但是合成蘋果香精裡面大概只需要數種成分就可以讓人認識到蘋果氣味了。另外，同樣的成分，如果其組成比不一樣的話，也會造成氣味感受差異巨大（典型的例子就是香水裡面多含有臭不可聞的成分）。
五感裡面其他的感覺（視覺，聽覺，觸覺）都可以被數據化，原因在於存在著可以測量的基本物理量。比如視覺可以基於三原色來表達，聽覺（聲音）是頻率，觸覺是力。味覺因為有5種基本的原味（在味蕾上存在著甜酸苦咸鮮五種味覺受體），因此也可以通過味圖（通常用雷達圖）來數值化。（商業化的味覺感測器已經被開發出來了）。
但是嗅覺感知就不同了。現在已知具有氣味的化學物質大概有40多萬種。2004年炸藥獎的結果表明人體的嗅覺器官存在著400種嗅覺受體。分子生物學的進展已經大致知道了400多個受體與40多萬種氣味物質結合的基本原理：一種受體可以與多個氣味物質結合，而一個氣味物質也可以與多個受體結合（與通常的生物酶，抗體的高度特異性結合非常不同）。嗅覺刺激會被先傳遞到絲球體上形成一個odor map：具有類似分子特徵的化學物質（如化學結構，分子大小，官能基團，極性等）引起的嗅覺刺激會聚集在絲球體上相同的位置區域。目前已知在絲球體上大概存在著10多個不同的cluster區域。絲球體上的刺激信號再傳遞到腦形成嗅覺感知。不過，人腦是如何處理odor map信號的，還未可知。
理論上如果可以知道400種嗅覺受容體的受容密碼的話（code），就可以實現氣味的數字化。但是，目前還基本上不可能設計出像蛋白質受體那樣具有多樣識別能力的氣味分子感測材料，這個也是一直以來限制電子鼻技術發展的一個原因。隨著數據處理技術的發展，雖然電子鼻的channel可以遠超過400個，但卻無法實現嗅覺受體所具有的選擇性。另外，400種受體信號所代表的空間向量太多太複雜了，絲球體上的odor map可以說是大腦為了感知嗅覺信號而先進行的一次降維處理。如果我們可以獲得這些處理過的維度信息（如分子大小，極性，官能基團），通過設計相應的感測channel來繪製人工的odor map，也許可以在一定程度上實現與嗅覺感知近似的氣味數字化。

先得找到類似「三原色」的基礎氣味才有可能數字化

老師！王朝陽又放了一個73404818的屁！

既然是分子，運動中的分子，辨別不同氣味都是那些主要的分子，做一種「濾鏡」，戴上就可以看到不同氣味具有不同的顏色

把引發該氣味感知的分子的震動的圖案儲存下來。

想起了初中看過的螞蟻三部曲，一個法國作者寫的。裡面有講到通過儀器採集螞蟻發射的氣味信號進行翻譯並對話。雖然是科幻小說，但是感覺很可行的樣子。具體採集和分析方法，想想都頭大。。。留給專業人士吧

對數字化嗅覺不樂觀。
與聽覺視覺不同，嗅覺是物理小顆粒被器官感知。且這種顆粒也太大了。和觸覺類似，我覺得很難做到』retina』級別。

想像自己閉著眼睛摸著一個女神的手，聞著她身上的味道。要做到真假難辨，那簡直不可想像。除非你手糙鼻塞。