Una nueva tecnología de IA que usa sensores olfativos generará billones de euros en el futuro

La máquina olfativa de Osmo. (Osmo)

La inteligencia artificial de Osmo es capaz de detectar si una zapatilla es falsa con sólo olerla. En el futuro, podrá descubrir si tienes una enfermedad como el cáncer antes que ningún otro diagnóstico

"Quiero un tricorder", me dice Alex Wiltschko con entusiasmo en una entrevista por videoconferencia. Wiltschko, el fundador de la empresa de IA Osmo, se refiere al dispositivo portátil utilizado por la tripulación del Enterprise en su exploración del universo. En la serie de ciencia ficción, Spock y otros tripulantes usan el tricorder para descubrir todo lo que necesitan saber sobre un objeto simplemente poniéndolo cerca del mismo.

De hecho, Wiltschko y su equipo han creado una versión alfa del famoso dispositivo de Star Trek. Es más grande, sí, y no hace todo lo que hace un tricorder, pero el principio y funcionamiento es el mismo. Su equipo ha desarrollado una máquina del tamaño de una mochila equipada con un sensor olfativo que utiliza inteligencia artificial para analizar productos por las moléculas que desprende su composición química y distinguir unidades reales de falsificaciones con gran precisión.

Cuestión de moléculas

Todo tiene olor, aunque no lo notemos. Desde la ropa al cuerpo humano, los olores son simplemente moléculas que se desprenden de esos objetos y 'vuelan' hasta nuestras fosas nasales para decirnos cosas. Experimentas esto conscientemente y de forma clara cuando algo es nuevo y está cerca de tu nariz, como al oler un coche nuevo o unas zapatillas nuevas.

Pero, incluso si no lo notas, las moléculas siempre están ahí. Los perros y otros animales son mucho mejores detectando olores porque tienen órganos más refinados que el nuestro. Pero ahora, los humanos tenemos sensores electrónicos que pueden oler con la misma precisión que sus equivalentes biológicos.

Las zapatillas falsificadas, por ejemplo, huelen diferente de las originales. Las zapatillas auténticas y las falsificaciones difieren en los materiales, lo que se traduce en una composición química diferente. Hasta ahora, empresas como StockX han confiado en la inspección visual y en el olfato humano para discernir la autenticidad de cada unidad, un proceso que consume mucho tiempo y es extremadamente costoso. La tecnología de Osmo pretende simplificar este proceso automatizándolo con IA y sensores electrónicos.

Según Wiltschko, su equipo ha "entrenado una IA utilizando sensores de alta sensibilidad para distinguir esas diferencias moleculares". Ahora mismo, la máquina de Osmo tarda unos 20 segundos en distinguir lo auténtico de lo falso. Pronto, asegura, solo serán cinco. Y, con el tiempo, será casi instantáneo. Esta tecnología transformará la manera en que se realizan las verificaciones de autenticidad de productos en todas las industrias, desde la moda a la cosmética o la alimentación, ahorrando billones de euros en pérdidas, salvaguardando millones de puestos de trabajo y evitando posibles crisis médicas creadas por falsificadores. Según la Oficina de Propiedad Intelectual de la Unión Europe, “60.000 millones de euros se pierden cada año en toda la UE debido a la falsificación en 13 sectores económicos clave”.

La tecnología de Osmo se basa en años de trabajo de laboratorio con sensores de alta sensibilidad que, según describe Wiltschko, "tienen el tamaño de un lavavajillas". Estos sensores de alta precisión están diseñados para ser tan sensibles como el olfato de un perro, capaces de detectar las firmas químicas más tenues. "Operamos los sensores 24/7, recopilando constantemente datos sobre la composición química de todo, desde ciruelas y melocotones hasta productos manufacturados", explica Wiltschko.

Los datos recopilados forman la base del proceso de entrenamiento de su inteligencia artificial, y conforman una enciclopedia de alta resolución de diferentes olores ubicados en un sistema de coordenadas llamado el Mapa Principal de Olores (Principal Odor Map). Si estás familiarizado con la codificación de los colores en las imágenes digitales, funciona de manera similar. El color de un píxel corresponde a un lugar en un mapa RGB, un punto en un espacio tridimensional con coordenadas de rojo, verde y azul. En el Mapa Principal de Olores es igual, excepto que las coordenadas en ese espacio predicen cómo determinadas combinaciones de moléculas olerán en el mundo real. Esto, me dice Wilstscko, es su "salsa secreta" para hacer posible las pruebas en unidades portátiles con sensores de menor resolución, cuya sensibilidad es aproximadamente equivalente a la de la nariz humana.

Del laboratorio al gadget cotidiano

Hoy, el aparato de Wiltschko tiene el tamaño de una mochila, y no es tan mágico ni omnisciente como el tricorder de Star Trek. Pero él imagina que algún día podría ser del tamaño de una caja de cerillas y detectarlo todo, desde una sustancia tóxica en el aire de tu casa hasta la frescura de la comida en el frigorífico, una enfermedad que aún no se ha manifestado, como un tumor canceroso en el interior de tu cuerpo.

Wiltschko señala que, aunque los sensores portátiles son menos sensibles que los del laboratorio, los extensos datos recopilados con sus sensores de alta resolución hacen posible una detección de olores efectiva con maquinaria menos precisa. Esto funciona de forma similar a una IA para el escalado de imágenes, que es capaz de inferir el contenido de una imagen para crear una versión de mayor resolución basándose en miles de millones de imágenes de su modelo de entrenamiento. Esta adaptabilidad es crucial para aplicaciones en el mundo real, donde no es factible llevar una máquina del tamaño de un frigorífico en el bolsillo del pantalón.

Mapa de color (izquierda) vs mapa de olor. (Osmo)

 

Rohinton Mehta, vicepresidente senior de hardware y fabricación de Osmo, señala que la clave del proceso de identificación no es el olor que podemos percibir sino la composición química del objeto. "Muchas de las cosas que queremos observar y autentificar ni siquiera tienen un olor perceptible", dice Mehta. "Es más bien que intentamos analizar su composición química".

Mehta afirma que, en una reciente prueba piloto de la empresa con una importante compañía de reventa de zapatillas, lograron una tasa de éxito superior al 95% en la diferenciación de zapatillas falsas y originales. Los sensores de Osmo fueron más precisos que los humanos y, en algunos casos, la IA detectó falsificaciones que la propia compañía de zapatillas no había identificado inicialmente.

Por ahora, el método solo funciona para productos de gran volumen, no para objetos muy raros de los que solo se han fabricado tres o cuatro unidades, apunta Mehta. Esto se debe a que, como explica Wiltschko, su IA aprende usando datos. Para que aprenda el olor de un nuevo modelo específico de zapatilla, se necesitan unas 10 unidades auténticas. A veces, la firma del olor es tan tenue que necesita 50 zapatillas auténticas para aprender a reconocer el nuevo modelo.

Wiltschko imagina un futuro en el que el sistema no solo certifique productos una vez estén en el mercado, sino que prevenga activamente la falsificación desde el origen. El laboratorio de Osmo no solo huele objetos fabricados por otros, sino que también crea nuevos aromas internamente usando los mismos sistemas de IA y robótica. Aromas que pueden incorporarse como sellos de certificación a cualquier producto.

Los científicos de la empresa demostraron cómo funciona esto de una forma muy práctica y curiosa durante un experimento que llamaron el Proyecto de Teletransportación de Olores. Capturaron un aroma usando cromatografía de gases-espectrometría de masas (GCMS), que descompone sus componentes moleculares y sube los datos a la nube. Estos datos capturados se convirtieron en una coordenada en el Mapa Principal de Olores de Osmo. Una vez mapeado, un robot formulador en otro lugar recibe las coordenadas, que son instrucciones precisas para mezclar diferentes elementos según la receta del aroma, recreando efectivamente el olor original en el mundo real.

Usando esta misma tecnología de fabricación de olores, Wiltschko imagina incrustar moléculas inodoras directamente en productos como identificadores únicos, creando una firma invisible que los falsificadores no podrían detectar ni replicar. Piensa en esto como un sello invisible de autenticidad. Osmo está desarrollando estos marcadores únicos para ser integrados en materiales como el pegamento o incluso en el propio tejido, proporcionando un indicador de autenticidad encubierto pero inconfundible.

Un mercado de billones de euros

Esto es una gran oportunidad económica, como apuntaba antes. Como me cuenta Wiltschko, sólo la industria del deporte es un mercado de miles de millones de dólares. Nike, por ejemplo, tuvo ingresos de 60.000 millones de dólares el año pasado. Sin embargo, hay otros 20.000 millones de dólares en productos Nike falsos que podrían ser reales. Aún así, la Oficina de Aduanas y Protección Fronteriza de Estados Unidos incautó el año pasado bienes falsificados valorados en apenas 1.000 millones de dólares. Una cifra ridícula que no sólo es de Nike o la industria del deporte, pero de todos los sectores manufactureros combinados. Claramente, esta tecnología de olores podría convertirse en un arma crucial para luchar contra las falsificaciones, particularmente en los casos más difíciles donde los métodos convencionales.

La nariz sintética oliendo una caja de Nike. (Osmo

 

Wiltschko ve este sistema como parte de una estrategia más amplia para digitalizar el sentido del olfato, un concepto en el que comenzó a trabajar en Google Research. La base del sistema radica en un concepto llamado Relación Estructura-Olor (SOR en inglés). SOR trata de predecir cómo olerá una molécula basándose en su estructura química, y la clave para resolver esto fue el uso de redes neuronales.

Estos avanzados algoritmos de aprendizaje automático permitieron al equipo de Wiltschko construir un mapa de olores complejo, capaz de interpretar y predecir aromas de una manera que los ordenadores pudieran entender. "Creamos nuevas moléculas que nadie había olido antes y las predecimos con una precisión sobrehumana", afirma Wiltschko. Aquí es donde los datos de entrenamiento de los sensores de alta resolución del laboratorio son cruciales. "Aplicamos las lecciones aprendidas con datos de referencia perfectos en el laboratorio a nuestros modelos portátiles", explica Wiltschko.

Más allá de las falsificaciones, la tecnología de Osmo tiene un potencial revolucionario en salud y seguridad. Wiltschko me cuenta cómo se podrían usar los sensores portátiles para la seguridad del hogar, como la detección de químicos tóxicos en el aire o la identificación de gases dañinos que podrían estar presentes en una cocina o un garaje. Ahora mismo contamos con detectores rudimentarios de monóxido de carbono, pero existen muchísimas más moléculas que los sensores modernos pueden registrar. Y, según él, hay una cantidad inmensa de nuevos sensores y estudios que aún no han llegado al mercado, muchos de ellos motivos de premios Nobel de química. Estos avances llevarán el poder de la detección de olores ambiental a los hogares, proporcionando a las familias herramientas para monitorizar y gestionar la seguridad de sus entornos.

El potencial médico de esta tecnología es igualmente transformador. Wiltschko imagina que el sistema podría usarse para detectar enfermedades de manera temprana, como el cáncer, la diabetes o incluso condiciones neurológicas como el Parkinson, analizando los sutiles cambios en el olor corporal que a menudo preceden a los síntomas graves. "El olfato humano puede detectar algunos de estos cambios, como cuando una persona querida está enferma, pero estamos trabajando en un sistema que pueda cuantificar y analizar esos cambios mucho antes y con mucha más precisión", explica Wiltschko.

No quiere dar fechas para cuando veremos estas herramientas de diagnóstico, me cuenta. Primero los científicos tendrán que identificar cuáles son los marcadores moleculares que el olor debe tener para que la máquina pueda detectar distintas enfermedades, apunta, pero su empresa ya está trabajando con investigadores del sector médico. Queda un largo camino por recorrer pero las implicaciones para la atención preventiva de la salud son tan revolucionarias como obvias, permitiendo potencialmente diagnósticos más tempranos y mejores resultados para los pacientes, ahorrando también billones de euros a nivel global.

A pesar de comenzar con algo tan mundano y pequeño como unas zapatillas de deporte, el objetivo es todo menos eso. Su sueño sigue siendo el tricorder. En el futuro, sí, pero está convencido de que llegaremos antes de lo que pensamos.

Por 

Jesús Díaz

14/11/2024 - 13:13 Actualizado: 14/11/2024 - 15:08

https://www.elconfidencial.com/tecnologia/novaceno/2024-11-14/olfato-inteligencia-artificial-enfermedad-falsificaciones_4003674/