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Elektronische Nase sagt angenehme Düfte voraus

16.04.2010
Präzise Vorhersagen sprechen für universelles menschliches Geruchsempfinden

Forscher am israelischen Weizmann Institute of Science haben einem elektronischen System beigebracht 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", meint Noam Sobel, Professor am Fachbereich Neurobiologie des Weizman Institute, gegenüber pressetext. 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.

Vorhersage statt nur Wahrnehmung

Im letzten Jahrezehnt haben elektronische Nasen, also Systeme mit chemischen Sensoren zu 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 Wahrnehmungsachse einzustufen. Speziell ging es darum, einzuschätzen, ob Menschen den Duft als angenehm empfinden würden.

Dazu haben zunächst Probanden einige Düfte auf einer 30-teiligen Skala von sehr angenehmen bis äußerst unangenehm eingestuft. Diese Daten wurden dann genutzt, um den Algorithmus zu entwickeln, der unbekannte Gerüche einstufen soll. Dabei ist das System 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.

Universelles Geruchsempfinden

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 in den Augen eines 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", sagt 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.

Thomas Pichler | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.weizmann.ac.il

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