ثورة في عالم العطور: صعود تصميم الروائح الآلي باستخدام الذكاء الاصطناعي

A team of researchers from the Tokyo Institute of Science unveiled a proprietary AI model capable of capturing, duplicating, and creating new odors. The technology could impact several industries, from fragrances to healthcare and beyond. Here’s how automated AI scent design will unlock a range of new fragrances in the coming years.

لماذا حاسة الشم أهم مما تعتقد

إذا سألت شخصًا أن يختار أي من الحواس الخمس يمكنه العيش بدونها، فمن المحتمل أن يختار حاسة الشم. على الرغم من أن هذا يبدو بديهيًا، فإن التطور يختلف في هذا الرأي. فهو يعطي أولوية لحاسة الشم على البصر والسمع.

على عكس حواسك الأخرى، تستجيب حاسة الشم دون المرور عبر المهاد. بل تُرسل مباشرة إلى القشرة الشمية، واللوزة، والحُصين، وهي أجزاء من دماغك المسؤولة عن الذاكرة. لهذا السبب رائحة طعام والدتك تعيد على الفور ذكريات مؤثرة.

وفقًا لـ البحث الأخير، تضيف حاسة الشم إلى قدرتك على تذكر خصائص أخرى لللحظة. أظهر هذا الدراسة أن دمج الروائح مع السيناريوهات يسمح للمرضى بتذكر الإشارات البصرية بدقة أكبر. وقد قررت الدراسة أن الإدخال الحسي الشمي، إلى جانب الحواس الأخرى، يحسن وظيفة الذاكرة.

نمو سوق العطور مدفوعًا بالطلب على الروائح الفريدة

كل هذه البيانات تسلط الضوء على الارتفاع في سوق العطور. قطاع العطور ليس مجرد عطور وكولونيا. فهو يشمل مجموعة هائلة من المنتجات مثل معطرات الهواء، ومنتجات التنظيف، ومستحضرات التجميل.
حتى صانعي السيارات بدأوا في إضافة الروائح إلى مقصوراتهم. عندما تجمع حجم القطاع مع الارتفاع في المنتجات الفاخرة، مثل الشموع المعطرة التي تبلغ قيمتها 50 دولارًا، يصبح من السهل فهم لماذا المحللين يتوقعون أن ينمو السوق من 30 مليار دولار إلى 50 مليار دولار بحلول عام 2030.

التحديات التي تواجه صناعة العطور التقليدية

يواجه مصممو العطور الآن ضغطًا هائلًا لتطوير وتحسين الروائح التي تختلف باستمرار عن محاولاتهم السابقة. بعد قرون من تصميم العطور، يصبح من الصعب تطوير روائح جديدة وممتعة باستمرار. وبالتالي، أصبحت العملية شاقة للغاية وتستغرق وقتًا طويلاً.

لماذا لا يزال صانعو العطور يعتمدون على الطرق اليدوية المستهلكة للوقت

بالإضافة إلى ذلك، العملية مكلفة لأنها تتطلب عدة صانعي عطور متخصصين يقومون بمحاولات التجربة والخطأ خلال العملية. يفتقر هذا النهج إلى الاستدامة والاتساق حيث يمتلك كل صانع عطر مستوى مختلف من المهارة والخبرة. وبالتالي، تختلف النتائج من شخص لآخر.

التكاليف العالية وتحديات المواد الخام في إنتاج العطور

بالإضافة إلى الحاجة لتوظيف محترفين ذوي خبرة، يجب على مصنعي العطور اختبار سلامة جميع موادهم. هذه الخطوة، إلى جانب تقلبات الأسعار وتوافر المواد الخام المستخدمة في إنشاء العطور، يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع التكاليف للمصنعين والمستهلكين. وفقًا لبعض التقارير، يمكنك أن تتوقع إنفاق ما بين 100 إلى 2000 دولار للحصول على عطور فاخرة في الوقت الحالي.

كيف يغيّر الذكاء الاصطناعي تصميم العطور إلى الأبد

مؤخرًا، لجأ مهندسو العطور إلى الذكاء الاصطناعي للمساعدة في تبسيط العملية. يمثل إنشاء شبكات الانتشار التوليدية خطوة كبيرة للذكاء الاصطناعي وصناعة العطور. تستخدم هذه الأنظمة الذكاء الاصطناعي لإعادة إنشاء الروائح بناءً على بيانات نموذجية محددة مسبقًا. ومن الجدير بالذكر أن هذه النماذج تُستخدم عادةً في أنظمة توليد النصوص والصور. الآن، يمكنها إنشاء ملفات تعريف الروائح.

قيود نماذج انتشار الروائح بالذكاء الاصطناعي الحالية

ليس من المفاجئ أن الأنظمة الجديدة للذكاء الاصطناعي ساعدت المهندسين على تبسيط العملية وفهم ملفات تعريف الروائح بشكل أفضل. ومع ذلك، تعاني شبكات الانتشار التوليدية الحالية من مجموعة من المشكلات التي لا تزال تقيد قدراتها.
أولاً، تعتمد غالبية هذه النماذج على بيانات مملوكة مثل ملفات تعريف الروائح المحملة مسبقًا. هذه النماذج محدودة في عمقها ولا تسمح بالأداء الأقصى. بالإضافة إلى ذلك، لا يزال الإجراء الحالي يتطلب الكثير من التفاعل البشري لإكماله.

شرح الاختراق في تصميم الروائح بالذكاء الاصطناعي من طوكيو تك

مع إدراكهم للقيود في شبكات الانتشار الحالية، قدم فريق من العلماء في معهد طوكيو للعلوم نموذجًا آليًا بالكامل للروائح بالذكاء الاصطناعي. تتناول الدراسة¹ “Generative Diffusion Network for Creating Scents” النموذج المصمم خصيصًا وكيف يخلق عطورًا جديدة عن طريق عكس عملية الضوضاء استنادًا إلى بيانات مطيافية الكتلة.

المصدر – Aleixandre et al – IEEE Access

كيف يخلق ويعيد إنشاء العطور الجديدة نموذج OGDiffusion AI

تم بناء نموذج OGDiffusion من الصفر لتبسيط إنشاء العطور. يمكن للنموذج تكرار رائحة أو إنشاء روائح جديدة بناءً على وصف. تُخلط الروائح الجديدة باستخدام مزيج من الزيوت الأساسية الموزعة من نظام آلي، مما يلغي الحاجة إلى التدخل البشري.

استخدام مطيافية الكتلة لتقوية نماذج العطور بالذكاء الاصطناعي

في صميم نهج OGDiffusion يكمن استخدام ملفات بيانات المطيافية. على وجه التحديد، أجرى المهندسون مسحًا مطيافيًا على 166 زيتًا أساسيًا. تم تقسيم روائحهم إلى 9 أوصاف للروائح، تتراوح من الزهري إلى الخشبي أو الحمضي.

تحليل PCA يساعد الذكاء الاصطناعي على فهم وتكرار الروائح

تم إعداد مسحات مطيافية الكتلة باستخدام زيت أساسي من نوع Pine Scotch كمرجع. عند مسح الروائح الجديدة، سيُنشئ النظام ملفًا تعريفًا جديدًا يتضمن أوصافًا مُعدَّلة للروائح، مما يمكّن النظام من إنشاء تمثيل هدف للرائحة بناءً على خصائصها المتداخلة.

المواصفات العطرية التي يولدها الذكاء الاصطناعي تُخصص العطر النهائي

يقوم النموذج بخلط الزيوت الأساسية للحصول على النتائج المطلوبة. تُخبر بيانات طيف الكتلة المقابلة بروتوكول الخلط ما إذا كان يتماشى مع الأوصاف المطلوبة. ومن الجدير بالذكر أن الذكاء الاصطناعي يحسب تلقائيًا الخليط الدقيق من الزيوت الأساسية اللازمة لإعادة إنشاء الرائحة.

اختبار العطور التي أنشأها الذكاء الاصطناعي على مشاركين بشريين

وضع المهندسون نظامهم عبر عدة مراحل اختبار لضمان دقته وقدراته. شارك في إجراء الاختبار 14 مشاركًا. وشمل ذلك اختبارات حسية للإنسان وتحقق مزدوج التعمية من الروائح.
في هذه الخطوات، طُلب من المشاركين التمييز بين الروائح. ومن المثير للاهتمام، قرر الفريق استخدام رائحة واحدة في البداية، قبل إضافة وصف رائحة ثانية وطلب من المرضى التمييز بينهما.

المشاركون يحددون بدقة الروائح التي يولدها الذكاء الاصطناعي

تشير نتائج اختبارات تصميم الروائح بالذكاء الاصطناعي إلى أن النموذج يولد تلقائيًا ملفات تعريف رائحة دقيقة ويمكن التعرف عليها. ينشئ النظام هذه الوصفات العطرية المخصصة باستخدام أوصاف الذكاء الاصطناعي، مما يسمح له بإنتاج ملفات تعريف متنوعة وأصلية يطابقها المشاركون باستمرار مع الوصف المناسب.

فوائد إنتاج العطور المدعومة بالذكاء الاصطناعي

هناك قائمة طويلة من الفوائد التي يجلبها هذا البحث إلى السوق. أولاً، النظام بأكمله مؤتمت بالكامل. وبالتالي، سيتمكن أي شخص من تشغيله في المستقبل، مما يعني أنه يمكنك تخصيص الروائح حسب الحاجة.

إنشاء الروائح بسرعة أكبر من خلال أنظمة الذكاء الاصطناعي الآلية

مقارنةً بتطوير العطور التقليدي، هذا النظام أسرع بكثير. من خلال أتمتة إنشاء طيف الكتلة المقابل لملفات تعريف الروائح المطلوبة، يمكن لمصنعي العطور حذف الخطوات المستهلكة للوقت والموظفين. وبالتالي، يصبح النظام أكثر كفاءة بكثير.

الزيوت الأساسية توفر بديلاً أكثر أمانًا وطبيعيًا

ميزة أخرى رئيسية للنظام هي أنه يستخدم الزيوت الأساسية كمكونات رئيسية. الزيوت الأساسية آمنة للتطبيق على الجسم والبيئة. وبالتالي، يسمح لمصنعي العطور بتجنب المكونات الصناعية الصارمة واللوائح المتعلقة بالمسببات الحساسية.

تصميم العطور بالذكاء الاصطناعي يوفر قابلية توسع فعّالة

القابلية للتوسع هي فائدة أخرى يمتلكها بروتوكول الذكاء الاصطناعي مقارنةً بطرق الإنتاج القديمة. يمكن توسيع النظام الآلي لتلبية الطلبات دون الحاجة إلى إنشاء مرافق إنتاج ضخمة. ومن المثير للإعجاب أن النظام يمكن أن يتناسب أيضًا مع مساحة مدمجة أو يُربط بآخرين لتلبية الاحتياجات الصناعية.

تطبيقات واقعية للذكاء الاصطناعي في تقنية العطور والروائح

هناك العديد من التطبيقات لنظام تصميم الروائح بالذكاء الاصطناعي. تعتمد مجموعة واسعة من الصناعات، من الضيافة إلى الرعاية الصحية، على الروائح لجعل إقامتك أكثر إمتاعًا أو منتجاتهم أكثر جاذبية. إليكم قائمة ببعض التطبيقات الرئيسية لهذه التقنية.

الذكاء الاصطناعي في صناعة العطور: عصر جديد من الروائح المخصصة

إنشاء روائح جديدة وفريدة للعطور والكولونيا هو الاستخدام الواضح لهذه التقنية. ساهم الجمع بين تحسين التسويق عبر وسائل التواصل الاجتماعي وتأييد المشاهير في دفع السوق قدمًا. تستمر هذه الصناعة التي تبلغ قيمتها مليارات الدولارات في رؤية أسعار مرتفعة، حيث تصبح الروائح جزءًا أساسيًا من العناية الشخصية للأجيال الشابة.

هندسة الشم في الطعام: الذكاء الاصطناعي يكرر الروائح الطبيعية

عندما تفكر في الشم، ربما تتخيل وجبة لذيذة. الرائحة المنبعثة من المطعم. تعتمد صناعة الطعام على العطور. وبالتالي، يمكن لهذه التقنية أن تمكّن المهندسين من إنشاء أطباق فريدة يمكنها تكرار رائحة المكونات دون الحاجة إلى إضافتها.

روائح مخصصة في منتجات المنزل والتنظيف

من الشموع المعطرة إلى منتجات التنظيف، تعتمد منتجات المنزل على الروائح لجذب عملائها وجعل المكان ينبض بالانتعاش. شركات مثل Pine-Sol بنت علامتها التجارية على رائحتها وقدرات منتجاتها. قد تسمح الخيارات المستقبلية لك بتخصيص الرائحة لتناسب احتياجاتك.

اكتشاف الروائح بالذكاء الاصطناعي قد يساعد في تحديد السلع المقلدة

يمكن أن يكون نظام اكتشاف الروائح أداة قوية لتحديد ما إذا كان المنتج مقلدًا أم أصليًا. بعض المنتجات لها ملف رائحة خاص بناءً على موادها وتركيبها. يمكن للنظام الذكي الذي تم تقديمه في هذه الدراسة أن يستخدم ملفًا مسبقًا للمسح لضمان أن المنتجات المشحونة هي الأصلية.

باحثو تصميم الروائح بالذكاء الاصطناعي

قادت دراسة تصميم الروائح بالذكاء الاصطناعي مهندسون من معهد العلوم في طوكيو. على وجه الخصوص، عمل الأستاذ تاكاميتشي ناكاموتو مع باحثين آخرين لضمان نجاح الدراسة. تلقى المشروع دعمًا إضافيًا من مختبر البحوث المستقبلية متعددة التخصصات للعلوم والتكنولوجيا (FIRST) ومعهد البحوث الابتكارية (IIR). ومن الجدير بالذكر أن هذه الدراسة ليست المرة الأولى التي يعمل فيها الفريق مع شبكات الانتشار. كان عمل الفريق السابق حاسمًا في إنشاء فئة الخوارزمية الجديدة للذكاء الاصطناعي.

مستقبل الشم المدعوم بالذكاء الاصطناعي: من الواقع الافتراضي إلى الرعاية الصحية

هناك العديد من الإمكانيات لتقنية تصميم الروائح بالذكاء الاصطناعي. على سبيل المثال، أحدث الاختراقات الأخيرة في VR فتحت الباب أمام إدخالات حسية شمية. تسمح هذه الأنظمة للمصممين بإضافة الرائحة إلى عوالمهم الافتراضية. ومن الجدير بالذكر أن هذه التقنية تُختبر بالفعل كوسيلة للمساعدة في مكافحة الخرف وتدهور الإدراك لدى المرضى المسنين.

الاستثمار في الذكاء الاصطناعي والعطور: فرصة سوقية متنامية

صناعة العطور هي سوق بمليارات الدولارات شهد نموًا كبيرًا منذ الجائحة. اليوم، هناك مزيج من الشركات الفاخرة والناشئة في مجال العطور تدفع حدود التقنية إلى المستوى التالي. رغم عدم مشاركتها في الدراسة، إليكم مثالًا على شركة تمتلك النفوذ والشبكة لاستخدام نتائجها بفعالية كبيرة.

النكهات والعطور الدولية

شركة International Flavors & Fragrances (IFF ) دخلت السوق في عام 1889 تحت اسم Polak & Schwarz (P&S). تأسست الشركة على يد جوزيف بولاك وليوبولد شوارتز بعد أن قررا دمج معرفتهما لتشكيل قوة تصنيع.
في عام 1958، اندمجت Polak & Schwarz (P&S) مع van Ameringen-Haeble. أدى هذا الدمج إلى إنشاء شركة International Flavors & Fragrances كما هي معروفة اليوم. منذ ذلك الحين، شهدت الشركة نموًا كبيرًا. اليوم، تُعد واحدة من أكبر مصنعي العطور في العالم.

أولئك الذين يبحثون عن قائد سوق عطور موثوق يجب أن يجريوا مزيدًا من البحث حول IFF. يتمتع السهم بدعم قوي من القطاعات المؤسسية والتجارية. يتضح هذا الدعم من خلال امتلاك مساهمي DuPont نسبة 55.4٪ من الشركة المدمجة.

أخبار سهم IFF وآخر التطورات

تصميم الروائح بالذكاء الاصطناعي يستعد لإحداث ثورة في إنشاء العطور

تصميم الروائح الآلي باستخدام الذكاء الاصطناعي هو مجرد مثال آخر على كيفية استمرار الذكاء الاصطناعي في توسيع قدرات البشرية. سيقضي هذا النظام على الكثير من النفايات في صناعة العطور ويسمح بمستوى جديد من التخصيص، وتقليل تكاليف الإنتاج، وتوفير الوصول. لهذه الأسباب والعديد غيرها، يجب أن تشيد بهذا الفريق على جهوده.
تعرف على مشاريع الذكاء الاصطناعي الرائعة الأخرى هنا.

الدراسات المشار إليها:

^{1. Aleixandre, M., Romain, L., Otsuka, H., Inamura, Y., & Nakamoto, T. (2024). Generative diffusion network for creating scents. IEEE Access. https://doi.org/ACCESS.2025.3555273}