Andreas Mershin du MIT fait partie d’une équipe de recherche qui développe un nez électronique avancé
Inspirés par les incroyables sens olfactifs des chiens, les scientifiques ont développé et démontré différents types de « nez électroniques » qui peuvent renifler des choses comme le cancer, les gaz neurotoxiques ou même les explosifs. Un nouvel exemple de ce phénomène serait d’augmenter la sensibilité et les capacités de ces appareils, en les associant à des machines qui apprennent à imiter la capacité des chiens à interpréter différentes odeurs.
Ce nouvel appareil est le fruit de la création d’une équipe internationale de chercheurs et est en cours de développement depuis plusieurs années, l’équipe peaufinant la capacité de ses capteurs à détecter différentes molécules dans l’air. Ces efforts ont progressé au point que le système peut détecter et identifier de minuscules traces de molécules avec une sensibilité 200 fois supérieure à celle du nez d’un chien, mais l’interprétation de la signification de ces molécules, comme le ferait un chien, est ce qui manque à la technologie.
« Les chiens ne connaissent pas la chimie », explique l’auteur de l’étude, Andreas Mershin du MIT. « Ils ne voient pas apparaître une liste de molécules dans leur tête. Quand vous sentez une tasse de café, vous ne voyez pas de liste de noms et de concentrations, vous ressentez une sensation d’intégration. Cette sensation de caractère olfactif est ce que les chiens peuvent exploiter ».
Cherchant à relier ces points, l’équipe a construit un algorithme d’apprentissage automatique qui a été formé sur 50 échantillons d’urine prélevés sur des patients atteints d’un cancer de la prostate et sur un groupe de contrôle. En analysant les différences et les similitudes moléculaires dans l’air entourant chaque ensemble d’échantillons, le programme a ensuite pu reconnaître avec une grande fiabilité les modèles de composés organiques volatils représentatifs de la maladie.
Un nouveau type de nez électronique utilise l’apprentissage automatique pour interpréter les différentes odeurs
« Nous savions que les capteurs sont déjà meilleurs que ce que les chiens peuvent faire en termes de limite de détection, mais ce que nous n’avons pas encore montré, c’est que nous pouvons entraîner une intelligence artificielle pour imiter les chiens », explique Andreas Mershin. « Et maintenant, nous avons montré que nous pouvons le faire. Nous avons montré que ce que fait le chien peut être reproduit dans une certaine mesure ».
Lors de tests de suivi, les chercheurs ont déclaré que leur système était capable de rivaliser avec la précision des chiens pour identifier le cancer de la prostate, avec un taux de réussite de plus de 70 %. D’autres recherches sont nécessaires pour développer davantage le système, mais l’équipe espère un jour compacter la technologie en un détecteur d’odeurs qui peut être intégré dans les smartphones, un peu comme le sont les appareils photo aujourd’hui.
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0245530
https://news.mit.edu/2021/disease-detection-device-dogs-0217
