일본산업뉴스요약

냄새 구분의 오차를 줄인다
인공세포를 사용하여 AI로 해석/ 재해∙의료로봇에 활용

히타치제작소와 도쿄대학은 인공지능(AI)을 사용하여 2종류의 다른 냄새를 구분하는 기술을 개발하였다. 냄새에 반응하는 단백질을 갖고 있는 인공세포로 수집한 데이터를 AI로 해석한다. 냄새를 발산하는 물질의 농도를 측정할 수 있다. 오차를 기존의 방법보다 절반 이하로 억제하였다. 재해 현장이나 의료용으로 후각 기능을 갖춘 로봇과 센서 개발에 활용한다.

생물의 후각은 감도가 높아 재해 현장에서의 인명구조나 지뢰 탐색 등에 개나 쥐를 활용하고 있다. 단, 생명이 걸린 위험한 현장 등에서 사용하는 것은 어렵기 때문에 드론이나 로봇 등을 조합하여 사용할 수 있는 후각 기술이 요구되고 있다.

연구 그룹은 곰팡이 냄새를 감지할 수 있는 후각 수용체라는 단백질을 곤충에서 추출하였다. 이 단백질이 냄새에 반응하면 빛이 나도록 하여 배양세포에 넣어 인공세포를 만들었다. 페로몬을 검출할 수 있는 단백질에 대해서도 같은 방식으로 인공세포를 설계하였다.

곰팡이 냄새와 페로몬이 들어간 용액의 농도를 3단계로 바꿔서 인공세포를 30초씩 담갔다. 곰팡이 냄새나 페로몬에 반응하여 빛날 때까지의 시간 데이터를 수집하여 AI에 학습시켰다. 고속으로 학습할 수 있는 뉴럴 네트워크를 사용하였다.

곰팡이 냄새를 내는 용액과 페로몬을 발산하는 용액을 3종류의 농도로 섞어서 AI로 판정한 결과, 양자의 냄새 차이를 판정할 수 있었다. 용액의 농도 측정도 가능하다. 곰팡이 냄새가 나는 용액의 농도 오차는 기존 방법보다 80% 적은 7%, 페로몬 용액의 오차는 50% 적은 28%였다.

사람에게는 약 400개의 후각 수용체가 있다. 그러나 냄새의 종류는 수십만 종에 달한다. 사람은 적은 후각 수용체로 많은 냄새를 식별하고 있다. 지금까지도 센서 등으로 특정 냄새를 판별하는 장치 등은 있었다. 그러나 하나의 AI로 복수의 냄새를 판별할 수 있게 되면서 실제 현장에서 보다 쉽게 사용할 수 있게 되었다고 한다.

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