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鏟屎官們對這一幕一定不會陌生:當你悄悄打開一盒酸奶或者一袋零食,你的狗會瞬間出現?或者在一大片荒地裡能嗅出一丁點可以吃的食物?
其實這只是狗具有令人難以置信的嗅覺的一個例子。
狗的鼻子比人類的鼻子敏感至少十萬倍,嗅覺可以稱為是狗的超能力。
狗不僅具有比人類更多的嗅覺感受器,狗鼻子的結構也會使它在嗅出氣味的同時不會呼氣而打擾到最微弱的氣味,而且狗的大腦中處理氣味的部分也要比人類多七倍。
幾個世紀以來,狗都在幫助人類狩獵和覓食,保護家人和家園,與人類並肩工作。
而在過去的一百多年左右的時間裡,狗也受過訓練,可以使用鼻子為人類提供多種其他方式的幫助。
比如,狗可以聞到微量的促進劑,例如汽油。
至今,狗可以嗅出約10億茶匙的氣味,而目前為止沒有一種科學的檢測方法能像狗鼻子一樣靈敏。
狗被警察和軍方用來檢測毒品、炸彈和其它爆炸物。
狗通常在搜救行動中必不可少,能夠通過氣味追蹤某人。
狗具有發現人類遺體的能力。
醫學界近幾年發現,可以訓練狗來檢測某些類型的癌症,包括卵巢癌和前列腺癌,黑素瘤和肺癌,以及瘧疾和帕金森氏病。
根據研究,經過訓練後的狗可以在兩個奧林匹克遊泳池中檢測出相當於一茶匙糖水稀釋的疾病氣味。
而最近,有機構正在進行狗對新型冠狀病毒的檢測研究。
不利的一面是,雖然訓練有素的狗可以嗅出爆炸物或疾病,但是訓練費用非常昂貴,據估計訓練一隻狗可能要花費25,000美元,這也導致軍事和執法部門的工作犬供不應求。
而且,狗不容易適應醫院或其它醫療機構的環境。
因此,科學家自然希望嘗試用機械、技術或合成材料複製這種非凡的能力。
有國外大學正在試圖確定狗鼻子的工作原理,以期創造出可以複製該過程的機器人。首要的困難是弄清楚氣味是如何工作的,狗的大腦如何處理信息,因為這是科學對感官研究最少的東西。
經過大量的反覆試驗,研究團隊創造了Nano-Nose,這可能是人工嗅覺的第一個成功嘗試,Nano-Nose成功地通過了DARPA的嚴格測試,並在此過程中向科學界傳授了很多有關狗如何處理氣味的知識。
儘管如此,Nano-Nose也僅是一氧化碳探測器的檢測器。而梅爾辛的最終目標是機器能夠解釋其接收和識別的數據。
目前,一家新興公司正在嘗試將人工嗅覺用於商業用途。該公司希望將所有400種人類嗅覺受體放到晶片上,而Nano-Nose僅使用了約20種定製受體,具體取決於其預期用途。
無論是在學術實驗室還是在商業世界,最終目的都是要打造一種能夠像狗鼻子一樣對氣味做出反應的東西。這個願景可能並不遙遠。
這倒並不是,還有其它幾種動物具有極好的嗅覺,令人驚訝的是,甚至人類也都擅長於此。
在人類的五種感官中,氣味一直被認為是最不重要的,但這可能過於簡單了。瑞典進行了一項小型研究中,測試了蜘蛛猴,小鼠和人類的嗅覺能力,結果表明,人類具有嗅聞某些特定氣味的能力,即使不是更多,但可以嗅到某些特定的氣味,包括一些花朵,人類血液以及令人驚訝的香蕉味道。
大象被認為具有最敏銳的嗅覺,具有最多數量的氣味檢測基因。根據2007年進行的一項研究,大象甚至可以聞到肯亞人類部落之間的差異:一個部落即馬賽族狩獵和殺死大象,而另一個部落則沒有。這個研究結果強化了嗅覺作為生存技能的想法。