Angenehm? Elektronische Nase kann Düfte einschätzen

18. April 2010, 16:01
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Elektronisches System erfolgreich auf die Unterscheidung zwischen Duft und Gestank programmiert

Rehovot - Forscher am israelischen Weizmann Institute of Science haben einem elektronischen System beigebracht, bei Düften vorauszusagen, ob Menschen einen neuen Duft als angenehm empfinden würden. Dazu wurde eine elektronische Nase, die Gerüche wahrnehmen kann, mit einem eigens entwickelten Algorithmus kombiniert. Dieser basiert auf einer sehr kompakten Datenbasis menschlicher Einschätzungen.

"Uns genügen 30 Personen, die 50 Duftstoffe bewerten. Damit können wir jeden beliebigen Geruch bewerten", so Noam Sobel, Professor am Fachbereich Neurobiologie des Weizman Institutes. Eine sehr wichtige Erkenntnis der Arbeit ist, dass Geruchsempfinden offenbar universell ist. Die gewonnen Erkenntnisse könnten die Entwicklung von Unterhaltungssystemen, die mit synthetisierten Gerüchen arbeiten, deutlich vereinfachen.

Ansatz

Im letzten Jahrzehnt haben elektronische Nasen, also Systeme mit chemischen Sensoren zur Geruchswahrnehmung, große Fortschritte gemacht. Doch bislang musste diesen Lösungen letztlich jeder Duft einzeln beigebracht werden. Das Weizmann-Team hat nun den Ansatz verfolgt, einem System stattdessen beizubringen, Düfte auf einer sogenannten "Wahrnehmungsachse" einzustufen. Speziell ging es darum, einzuschätzen, ob Menschen den Duft als angenehm empfinden würden.

Dazu haben Probanden einige Düfte auf einer 30-teiligen Skala von sehr angenehm bis äußerst unangenehm eingestuft. Diese Daten wurden genutzt, um den Algorithmus zu entwickeln, der unbekannte Gerüche einstufen soll. Das so entstandene System ist sehr erfolgreich: Wurden neue Düfte auf der Skala eingestuft, entsprachen die Ergebnisse zu rund 80 Prozent den Beurteilungen von Testpersonen. Ging es nur um die Frage, ob ein Geruch angenehm ist oder nicht, lag die Trefferquote des Systems sogar bei 99 Prozent.

Kulturelle Unterschiede

Ob Menschen einen Geruch als angenehm empfinden, ist den Ergebnissen der Weizmann-Wissenschaftler offenbar primär von molekularen Strukturen abhängig. Denn obwohl das System mithilfe gebürtiger Israelis programmiert wurde, haben sich die elektronischen Dufteinschätzungen in Tests auch mit dem Geruchsempfinden äthiopischer Einwanderer gedeckt. Kulturelle Unterschiede scheinen also kaum eine Rolle dabei zu spielen, ob etwas für einen Menschen wohlig duftet oder aber stinkt.

"Wichtig ist vor allem, dass die Idee einer Wahrnehmungsachse hervorgehoben wurde", betont Sobel. Bisher herrschte nämlich Ratlosigkeit, wie ein elektronisches Gerät mit Millionen unterschiedlichen Düften klar kommen soll. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass Geräte nicht Millionen Gerüche, sondern nur ein paar Wahrnehmungsachsen erlernen müssten", so der Neurobiologe. Das könnte die Entwicklung von Systemen für geruchsunterstützte Filme oder Spiele deutlich erleichtern. Dennoch sind Duft-TV und Co. nach Sobels Einschätzung noch Jahrzehnte entfernt. (pte)

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