在探索嗅覺奧秘的征途中，狗類無疑是自然界中的佼佼者，它們憑借無與倫比的嗅覺天賦，在追蹤、搜救等多個領(lǐng)域?qū)医ㄆ婀ΑＨ欢瑐鹘y(tǒng)的訓(xùn)練方式限制了它們的潛力——每只狗往往只能針對一種氣味化合物進行專項訓(xùn)練，這不僅縮小了它們的應(yīng)用范圍，還伴隨著高昂的成本和漫長的周期。

面對這一挑戰(zhàn)，佛羅里達州的一家初創(chuàng)企業(yè)Canaery提出了一種革命性的解決方案：將犬類與神經(jīng)科技相結(jié)合，打造“鼻子-計算機接口”。Canaery的創(chuàng)始人加布里埃爾·拉維拉描繪了一個愿景：只需輕輕一按，即可瞬間獲取氣味樣本的詳細數(shù)據(jù)，無需冗長復(fù)雜的訓(xùn)練過程。

為了實現(xiàn)這一目標，Canaery與勞倫斯利弗莫爾國家實驗室攜手合作，共同研發(fā)了一種超薄的氣味信息讀取陣列。這個陣列的尺寸僅相當于一張美國郵票的四分之一，被巧妙地放置在動物的嗅球表面——大腦處理氣味信息的關(guān)鍵區(qū)域。當動物嗅到氣味時，嗅球中的神經(jīng)元會產(chǎn)生電信號，陣列負責(zé)捕捉這些信號，并通過無線方式傳輸至計算機進行解碼。

目前，該陣列已在大鼠身上成功測試，而針對狗的版本也即將面世。在一次演示中，科學(xué)家利用一根特殊的魔杖從四個含有不同氣味劑的培養(yǎng)皿中捕獲空氣樣本，并將這些氣味分子通過管道送入裝有“鼻子-計算機接口”的大鼠實驗箱。短短幾秒鐘后，大鼠嗅到的氣味信息就被實時發(fā)送至實驗箱頂部的手機應(yīng)用程序上，清晰顯示出化合物的名稱及其濃度。

在哺乳動物中，鼻子與大腦緊密協(xié)作以感知氣味。氣味分子進入鼻孔后，會與嗅覺感受器結(jié)合，產(chǎn)生獨特的電信號。值得注意的是，狗的嗅覺感受器數(shù)量幾乎是人類的兩倍，這賦予了它們更加敏銳的嗅覺能力。這些信號隨后被傳遞至嗅球進行處理，拉維拉形象地將其比作一個棋盤，當氣味分子進入時，棋盤上的特定方格會以特定的模式“點亮”。

為了準確識別并關(guān)聯(lián)這些氣味模式，Canaery采用了先進的人工智能軟件。在植入陣列后，科學(xué)家讓動物接觸各種氣味，以此訓(xùn)練人工智能模型。這一過程極為高效，通常只需三次訓(xùn)練即可完成，每次訓(xùn)練會向動物展示同一氣味的多個樣本。隨后，動物會再次接觸這些氣味，以驗證模型的準確性。目前，植入大鼠的陣列包含128個電極，但研究人員正致力于開發(fā)擁有767個電極的新陣列，以期捕獲更多信息，進一步提升在復(fù)雜環(huán)境中的性能。