人工智能推动“电脑嗅觉”用于昆虫控制

机器嗅觉初创公司Osmo于2023年1月成立，获得由Lux Capital和Google Ventures领投的 6000万美元A轮资金。Osmo将机器学习、数据科学、心理物理学、嗅觉神经科学、电气工程和化学融合在一种多学科的气味数字化方法中。

Osmo的工作基于该团队在谷歌研究所验证的机器嗅觉研究，包括2019年一项研究使用图形神经网络从分子结构预测分子的气味。该公司已开始在香料市场初试身手，以创造新一代更好、更安全、环保的香料分子。随着时间的推移，Osmo希望在公共卫生和农业等领域大展拳脚。

近期Osmo宣布收到比尔和梅琳达·盖茨基金会350万美元的拨款，用于推进该公司的人工智能气味平台，用于发现和生产能够击退、吸引或摧毁携带疾病的昆虫的化合物，以改善动物和人类健康。这笔资金是该基金会在2023年1月公司成立时对Osmo进行的500万美元股权投资的补充。

世界卫生组织（WHO）估计，蚊子等携带疾病的昆虫每年在全球造成数百万人死亡。由于昆虫在很大程度上依赖嗅觉来导航和定位潜在目标，气味是引导携带疾病的昆虫远离人类的最直接方法。开发具有特定气味的化合物来击退或阻止昆虫，可以有效地破坏人类宿主对它们的吸引力，最大限度地减少疾病传播，并提供一种有针对性的、有效的昆虫控制方法。

Osmo首席执行官Alex Wiltschko说：“新的气味分子可以更有效地引导携带疾病的昆虫远离人类接触，有可能挽救数百万人的生命。”“在数十亿个潜在分子的广阔空间中，只有几千个被筛选出具有这种能力。在盖茨基金会的慷慨支持下，我们正在使用我们的人工智能气味平台来分析这一广阔的化学空间，并发现能够改变昆虫行为以预防疾病的新型制剂，这些制剂对人类和动物的健康都是有效、安全和负担得起的。“

这笔拨款是在该基金会之前资助的一项概念验证试点之后获得的，并于2022年底作为研究论文发表。在试点中，研究团队在历史上迄今为止最大的驱蚊数据集上训练了一个最先进的计算模型。该团队在约400种不同化学性质的排斥分子上对该模型进行了实验评估，确定了八种比广泛使用的避蚊胺（DEET）和派卡瑞丁（Picaridin）更具排斥性的分子。

在当前项目中，Osmo将以概念验证试点为基础，主要目标是：

通过纳入更多的数据和对更多化合物的更多测试，将之前的研究扩大至少十倍。

通过机器学习发现新颖、廉价、多样的有前景的化学候选分子。

开发预测模型，以纳入与候选分子相关的现实世界约束条件，包括成本、空间范围、生物降解性、毒性和人类气味感知。

合成、测试和优化新型候选驱避剂，用于人体试验和生态影响评估。

利用这个驱蚊剂模型来证明机器学习驱动发现的新型蚊子引诱剂有效性，这种引诱剂将优于现有的引诱剂。

Osmo的昆虫控制平台设计在很大程度上依赖于机器学习和生成式人工智能的最新进展，这使得能够在几秒钟内评估数十亿分子的潜在有效性和安全性。

波士顿大学生物系助理教授Meg Younger说：“新的机器学习方法在加快发现和设计改进的驱蚊剂和引诱剂方面具有重大潜力。”“Osmo的模型显示出了巨大的前景，我期待着在未来几年团队的进展。”

Osmo的昆虫控制工作是该公司使命的一部分，即让计算机拥有嗅觉，以改善人类生活的健康和福祉。这项任务的核心是Osmo团队构建的“气味图谱”，用于预测分子的结构气味。

Wiltschko说：“Osmo揭示了昆虫和人类嗅觉之间令人惊讶的联系，我们的气味图谱预测了分子对人类和昆虫的嗅觉影响。”“我们的嗅觉数字化使命将有许多潜在的途径来让世界变得更健康、更快乐。相信所有人都对使用我们的图谱设计全新的分子来阻止虫媒疾病的传播感到特别兴奋。”