陳根：跟狗學測癌，人工智能發揮嗅覺可能_風聞

文/陳根

狗，以靈敏的嗅覺聞名，以至於其靈敏的嗅覺能幫人們尋找失蹤人員，搜查違禁物品，甚至還能聞出人們是否生病，和是否感染了新冠病毒。事實上，此前已有研究發現**，狗狗會通過異常的行為表現提醒主人尚未察覺的病症。**

比如，2001 年有報告顯示，一名男子的狗不斷嗅他腿上的濕疹斑塊，後發現那是一個基底細胞癌；2013 年，一名男子的狗持續舔他右耳後面的病變，後來該處被證實是惡性黑色素瘤。

而2015 年，Taverna 等人發表了一篇關於從尿液中檢測前列腺癌的關鍵論文，內容包括362 例和 540 例健康對照，2 只狗的嗅覺平均敏感度達到 99%，平均特異性為 98%。科學家們認為，這是因為疾病導致人分泌出的揮發性物質組成發生變化，人類的鼻子聞不出異樣，狗卻能察覺出****來。

在這樣的基礎上，麻省理工的科學家們試圖模仿狗狗的嗅覺，研究人員設計了一個系統，模仿犬類的嗅覺探測樣本中化學物和微生物的差異，並且，結合機器學習，該系統可通過氣味識別出具有特異性特徵的樣本，或可用於疾病的篩查。其研究結果發表在PLOS ONE。

研究小組使用兩只經過嚴格訓練的醫學檢測犬 Florin 和 Midas 對人工神經網絡（ANN）系統進行訓練，並通過氣相色譜-質譜儀（GC-MS）輔助進行揮發性有機化合物（VOC）以及微生物的剖析，使用該系統測試了 50 個前列腺癌確診病例的尿液樣本。

隨後，通過機器學習使該系統能夠找出各個樣品之間的相似之處和差異，以幫助傳感器系統對疾病進行診斷。結果顯示，ANN 具有模擬犬嗅檢測尿液樣本以診斷前列腺癌的能力。在測試相同的樣本時，人工智能探測系統與狗通過嗅覺進行篩選的成功率大致相同，兩種方法的準確率均為 70% 左右。

在驗證了方法的可行性後，研究人員表示，他們會進一步加大訓練，以期把這種算法應用到智能手機中，打造出可以方便檢測多種癌症的“電子鼻”，並最終達到與狗鼻子相媲美的準確度。