يتجادلون حول الرائحة

ويقترح علماء من معهد وايزمان طريقة مبدئية لإرسال الروائح عبر الشبكة، والتي ستعتمد على جهاز إخراج ("السعوط") يحتوي على عدد محدود من الروائح، وعلى نوع من "الأنف الاصطناعي"، والذي سيكون قادر على إنشاء "توقيع رقمي" لأي رائحة مدخلة. 

إذا جاء شخص ما غدًا وأخبرنا أنه تمكن من تطوير نظام يمكنه "تصوير" أي رائحة، وإرسال ترميزها الرقمي على الإنترنت، ثم إعادة إنتاجه بأمانة على الجانب الآخر - فكيف يمكننا معرفة ما إذا كان يخبرنا بالفعل الحقيقة؟

أولا، من المهم أن نفهم ما هو التحدي الذي يواجه أولئك الذين يرغبون في تطوير مثل هذا النظام. نشعر برائحة معينة عندما تنطلق مواد مختلفة ("العطور") من مصدر ما، وتصل إلى مستقبلات الشم في الأنف وترتبط بها. هكذا تبدأ عملية عصبية معقدة في دماغنا، وتبلغ ذروتها بحاسة الشم. غالبًا ما ترتبط حاسة الشم بذكريات تتعلق بحدث معين، أو بمكان معين. وإذا كان الأمر كذلك، فكيف يمكن (إن أمكن) نقل الروائح عن بعد، على سبيل المثال عبر الإنترنت؟

من الواضح أنه ليس من الممكن إطلاق العطور نفسها البروفيسور ديفيد هاريليحكي لنا، من قسم علوم الحاسوب والرياضيات التطبيقية في معهد وايزمان للعلوم، عن مسار مبدئي اقترحه هو وأصدقاؤه قبل حوالي 15 عاما، والذي قد يرسم مسار أولئك الذين يسعون إلى تطوير مثل هذا النظام عمليا. يقول البروفيسور هاريل: "في الطبيعة، هناك عدد لا يحصى من الروائح المختلفة، التي ترتبط بعدة مئات من أنواع مستقبلات الرائحة في الأنف البشري. إن عملية المعالجة التي تجري في أذهاننا معقدة للغاية، ويبدو أننا لا نفهم جزءًا كبيرًا منها بعد. ولذلك فمن الواضح أنه لا جدوى من الحديث عن تطوير نظام يعيد إنتاج هذه العملية بقدر ما هي عليه. من ناحية أخرى، يعتقد الخبراء في دراسة الجهاز الشمي أنه من حيث المبدأ، سيكون من الممكن الاكتفاء بجهاز إخراج يحتوي، على سبيل المثال، على حوالي 50 رائحة مختارة بعناية فقط، قياسا على الطابعة التي يحتوي على 3-4 ألوان حبر، وسيكون قادرًا على مزجها بدقة وإطلاقها في الهواء بطريقة يمكن التحكم فيها. يجب أن يتلقى مثل هذا "الأرنب" معلومات من جهاز إدخال - قياسًا على الكاميرا: نوع من "الأنف الاصطناعي" - والذي سيكون قادرًا على إنشاء "توقيع رقمي" لبعض رائحة الإدخال. التوقيع سيعتمد على درجة ارتباط الرائحة المعطاة بمجموعة المستقبلات الكيميائية في الأنف الاصطناعي."

ومع ذلك، يوضح: "من المهم جدًا أن نفهم أن هذين الجهازين، وبعضهما موجود بالفعل في الواقع، لا يحلان المشكلة. الجزء الأكثر تعقيدًا في الإنتاج المستقبلي لنظام إعادة إنتاج الرائحة هو الاتصال بين "الكاميرا" و"الطابعة": يجب تطوير طريقة خوارزمية لترجمة كود رقمي لبعض رائحة الإدخال إلى تعليمات خلط لجهاز الإخراج، لذلك حيث تقوم بمزج الروائح الخمسين بتركيبات وتركيزات دقيقة، بهدف إنشاء خليط يكون تأثيره على إدراك الرائحة لدى الإنسان قريبًا بدرجة كافية من تأثير الرائحة المدخلة. وهذا يعني أن جهاز الإخراج يجب أن ينتج خليطًا "صحيحًا"، بحيث عندما يصل إلى الأنف البشري ويرتبط بمستقبلات البروتين هناك، سيتم إرسال إشارة مناسبة إلى دماغنا تجعلنا نشعر بالرائحة التي نشمها. "منقول من بعيد". وهذا بالطبع تقليد. ولن يكون الخليط هو الرائحة الحقيقية من حيث تركيبه الكيميائي، لكنه سيكون مشابهاً لها بدرجة كافية ليشعر بها الإنسان العادي ويتعرف على الرائحة التي أراد شخص بعيد عنه أن يرسلها إليه".

هل هذا البرنامج النصي عملي؟ هل من الممكن تحقيق خطة العمل المبدئية هذه؟ هل نستطيع أن ننقل الروائح عبر الإنترنت، كما تعلمنا أن ننقل الصوت عبر مسافة عبر الهاتف، أو المرايا والأفلام من خلال الكاميرات والتلفزيون وأجهزة الكمبيوتر؟ يعتقد البروفيسور هاريل ذلك، لكنه يقول: "ربما يستغرق هذا وقتا طويلا. إن المعرفة المفقودة بدأت تكتمل ببطء من خلال دراسات متعمقة ومثيرة."

في الآونة الأخيرة، واجه البروفيسور هاريل سؤالاً ذا صلة، وهو جانب آخر مثير للاهتمام في الموضوع. لنفترض أن شخصًا ما يأتي غدًا ويخبرنا أنه قادر على حل المشكلة. ويدعي نفس الشخص أن لديه أنفاً صناعياً "يصور" أي رائحة، وأرنباً يستقبل المعلومات رقمياً ويوزع خليطاً يخلق الشعور المألوف بالرائحة الأصلية لدى الشخص. فكيف نعرف إذا كان قد نجح في ذلك، وأن النظام "صحيح" بالفعل؟

وهنا أشار البروفيسور هاريل إلى اختبار تورينج - وهو اختبار مفاهيمي اقترحه أبو علوم الكمبيوتر، آلان تورينج، في عام 1950، للتمييز بين الشخص والكمبيوتر، أو بين الشخص والذكاء الاصطناعي. تم تصميم الاختبار بحيث يجلس شخص في غرفة مغلقة واحدة، وفي غرفة مغلقة ثانية يوجد النظام الذي ينسب مصمموه الذكاء الاصطناعي، وفي غرفة مغلقة ثالثة يجلس الفاحص. يستطيع الفاحص التواصل مع الآلة والممتحن البشري، وطرح الأسئلة عليهما، والتحدث عن شؤون اليوم، والفلسفة، والتكنولوجيا، والرياضة، وما شابه ذلك. إذا فشل خلال هذه المحادثات في التمييز بين من هو الشخص ومن هي الآلة، فيمكن اعتبار النظام التكنولوجي بالفعل يمتلك ذكاءً اصطناعيًا. يزعم البروفيسور هاريل أن الاختبار المشابه لتورينج غير مناسب للمشكلة الحالية، ويرجع ذلك أساسًا إلى أننا نحاول اختبار القدرة على إعادة إنتاج حاسة الشم البشرية المألوفة، لكن البشر ليس لديهم لغة يمكنهم من خلالها وصف أي روائح. لبعضهم البعض بشكل واضح.

لهذا السبب يقدم اختبار آخر، والذي يتضمن فريقًا مليئًا بالتحديات، تتمثل مهمته في محاولة دحض ادعاء منشئ النظام الذي يتم اختباره، وفريق اختبار محايد. الفكرة الرئيسية هي دمج الروائح في بيئتها الطبيعية، باستخدام تسجيل الصوت والمرآة. يقوم المتنافسون بإعداد عدد كبير من مقاطع الفيديو القصيرة التي تم تصويرها في بيئات مختلفة، مثل المافيا أو الغابة أو المختبر أو العلية المتعفنة أو البستان المزهر. لغرض فحص قدرة النظام على إعادة إنتاج حاسة الشم بأمانة، سيتم إعطاء الفاحصين عدة "إجراءات تحديد الهوية". وفي مثل هذا "الترتيب" سيتم منحهم نحو عشرة مقاطع فيديو من تلك التي أعدها المتنافسون، بالإضافة إلى رائحة تطابق أحدهم، وسيُطلب منهم تحديد البيئة السمعية والبصرية التي تطابق الرائحة.

ومن أجل تجنب المواقف الصعبة التي لا يمكن التعرف عليها (مثل، على سبيل المثال، مقطع فيديو لحقل مفتوح تم إعداده مع الجزء الخلفي من الكاميرا يظهر فتحة لكهف تنبعث منها رائحة عفن قوية)، فمن الضروري تحسين اختبار حتى لا نطلب أبدًا من الرائحة الاصطناعية أن تفعل ما لا يمكننا فعله للرائحة الحقيقية. ويتم ذلك عن طريق ما يسميه البروفيسور هاريل "إجراءات التعريف المشروطة"، حيث يتكون فريق الفاحص من مجموعتين، تشاهدان نفس مقاطع الفيديو، وتحصلان على رائحة تتوافق مع إحداهما. لكن الفاحصين في الفريق الأول يستقبلون جزيئات الرائحة الحقيقية التي تم جمعها في المكان الذي تم إعداد الفيديو فيه، بينما يتلقى الآخرون الرائحة التي "تم نقلها عبر الشبكة"، أي تلك التي تم تركيبها بشكل صناعي عن طريق "التصوير". الرائحة باستخدام النظام والخوارزمية التي أعطت تعليمات الخلط لـ "الشم". الشرط المشروط هو أنه في أي حالة ينجح فيها أعضاء الفريق الأول في تحديد الهوية، فإن أعضاء الفريق الثاني سينجحون أيضًا. وإذا تم الحصول على هذه النتيجة عدة مرات، لكل تحدٍ أعده الفريق المتحدي، فيمكن القول إن النظام قادر بالفعل على إعادة إنتاج (ومن ثم بالطبع أيضًا النقل والبث عبر الإنترنت) حس إنساني يمكن التعرف عليه ويمكن التعرف عليه من الرائحة.