色や音と同じようにニオイも表現できるようになるのかも。

たとえば｢赤｣といった場合、一般的に光の波長の特定の部分のことを指しています。音も同様に、｢ド｣には｢ド｣の周波数があります。でもニオイに関しては、どうでしょうか？ ニオイを作り出す化学物質とか、その相互作用は複雑過ぎて、匂い・臭い・香りに対して光や音みたいにシンプルな尺度をあてはめることは今までできませんでした。

でも、わかっていることもあります。ニンニクでもおしっこでも、ニオイは人間の体にある受容体がニオイの元になる分子の構造とどう反応するかで変わってくるんです。

とはいえ、分子の組み合わせがわかっていても、それがどんなニオイなのかを正確に当てるのは難しいんです。そこでロックフェラー大学とIBMのトーマス・J・ワトソン研究所、そして世界の22の研究機関の協力によって、分子の情報を元にニオイを高精度に予測するモデルが作られました。関係者は、この研究によってニオイの理解に革命を起こしたいと語っています。

｢現状、新しいニオイを作り出すためには、長年訓練したスペシャリスト、または数百人による数千種類のニオイのテストが必要です｣とIBMの研究チームリーダー、Pablo Meyerさんは語っています。｢でも、その状況は変わっていくと思います｣

彼らの研究は、ロックフェラー大学の研究チームが集めた巨大なデータセットから始まりました。そのデータは、49人の被験者がそれぞれ500種類近い化学物質の匂いをかいで、どう感じたかを記録したものです。被験者の多くは、クラシファイドコミュニティサイトのCraigslistに掲載された募集広告で集まった、ごく普通の人です。被験者は物質の匂いをかいだ後、それが｢花｣とか｢果物｣とか｢汗臭い｣とか、19種類の選択肢のうちどんなものに一番近いかを答えました。そのデータに、化学物質の特徴を記したデータが追加されました。

Meyerさんらは、そうして作った大量のデータを分析するコンテスト｢DREAM Olfaction Prediction Challenge｣を主催し、世界各国の研究機関から22チームの参加を集めました。22チームがそれぞれ分子のニオイを予測する機械学習アルゴリズムを作りだし、さらにそれらがひとつに統合されることで、もっとも精度の高いニオイ予測モデルが構築されたのです。

そのモデルでは、ニオイの元の分子の構造や化学組成の情報を入力すると、どんなニオイかという予測結果が出力されます。研究チームでは、集めたデータのうち69件はモデル構築に使わずにとっておき、そのデータで予測モデルとの答え合わせをしました。その結果、83％という高い精度が実現できていたのです。

このコンテストで作られたモデルからは、物質の性質とニオイのさまざまな相関が明らかになりました。たとえば硫黄を含む物質は、｢焦げた｣｢ニンニクのような｣ニオイを生み出していました。バニラの匂いの元であるバニリンに似た形状の物質には、｢パン屋さんのような｣ニオイがありました。がん治療薬のパクリタキセル、またはフェニルアセテートという化学物質に似た物質は、心地よい香りがしたそうです。この研究結果は、最新のScienceに掲載されています。

ただこのモデルも完ぺきではなく、うまく当てられるニオイと当てられないニオイがあったそうです。たとえば｢酸っぱい｣｢冷たい｣｢温かい｣｢尿｣といったニオイの予測は難しいそうです。｢冷たい｣とか｢温かい｣とかは人間にとってもなんだか曖昧な気がしますが、オシッコの臭いははっきりわかりそうなものなんですけどね。

またMeyerさんは、この実験でニオイの描写に使われたニオイの種類が19種類しかないことを批判されるかもしれない、と言っています。でも彼は、これはまだ最初に過ぎず、将来的には｢より複雑なもの、たとえばワインや香水やコーヒーなどの描写を対象にしてもいい｣と言っています。さらに、複数のニオイを混ぜてその中身を当てたり、色における色相環（色をグラデーションになるようにリング状に並べたもの）みたいなものも作れるかもと言っています。

そんなわけで、いつか絵の具で好きな色を作るように、ニオイも自在に作り出せるようになるのかもしれません。今すでにニオイを伝えるVR用アクセサリーとか、お気に入りの香りを作れるスマートデバイスなんてのも出てますが、それらで表現できるニオイの世界は実世界に比べたらまだまだ限られてます。でもこういう研究でニオイが完全に体系化されたら、普通のスマートフォンに内蔵できるような小さなカートリッジひとつであらゆるニオイを表現できるようになったりする…んでしょうか!？

ちなみに、上の実験の判定に使われた｢19種類｣のニオイの内訳は、｢草｣｢パン屋さん｣｢甘い｣｢果物｣｢スパイス｣｢冷たい｣｢木｣｢ケミカルな｣｢腐った｣｢花｣｣｢酸味（良い意味で）｣｢酸味（悪い意味で）｣｢ムスク（ジャコウジカから採れる香料）｣｢ニンニク｣｢温かい｣｢焦げた｣｢魚｣｢汗臭い｣｢尿｣です。｢甘い｣｢冷たい｣みたいな抽象的なものから｢ムスク｣｢ニンニク｣みたいにものすごく具体的なものまでいろいろですが、それもニオイの世界の複雑さによるものなのかもしれませんね。

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image: The Rockefeller University

source: Science

Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US［原文］

（福田ミホ）