Santé : l’intelligence artificielle a-t-elle du nez ?

Alors que les chiens dépisteurs de cancer ou de la Covid font la Une des médias, ils pourraient bien être rapidement détrônés par les e-Nose, nez électroniques, capables de reproduire l’odorat humain et de reconnaître des signatures olfactives spécifiques de maladie grâce à l’intelligence artificielle (IA).

La détection des odeurs ou des goûts reste difficile à numériser ; on ne peut ni les décrire ni les mesurer scientifiquement. Qu’à cela ne tienne ! La startup française Aryballe a mis au point NeOse Pro, un nez numérique, muni de biocapteurs à qui on a appris des odeurs : « Ceci est de la fraise, ceci est du fromage… ».

500 signatures olfactives plus tard, NeOse Pro est capable d’imiter l’odorat humain, en combinant biochimie, optique avancée, base de données et intelligence artificielle.

Selon la startup française : « L’olfaction numérique est semblable à notre odorat. Il imite le processus par lequel notre cerveau identifie et différencie les odeurs. » Pourtant, on est encore loin du compte : les scientifiques estiment que l’Homme peut distinguer jusqu’à 10 000 odeurs.

UNE BROSSE À DENTS DU FUTUR POUR UN DÉPISTAGE PRÉCOCE DES MALADIES

Le champ des possibles est immense. Si l’industrie de l’agroalimentaire et des cosmétiques sont évidemment les premiers marchés visés, la chasse aux odeurs indésirables, voire nocives, ainsi que le domaine de la santé constituent également des marchés prometteurs.

« L’odeur de pizza est désirable dans un restaurant. Dans une auto de location, c’est autre chose. » expliquait Aryballe dans une entrevue au quotidien La Presse en mars 2019.

Mais le PDG d’Aryballe, Sam Guilaumé, évoque également des applications médicales dans une entrevue à BBC News le mois dernier :

« Peut-être que lorsque je vais me brosser les dents, j’aurai un capteur olfactif dans ma brosse à dents pour qu’elle puisse évaluer ma santé [et reconnaître la signature du cancer ou du diabète]. » –  Sam Guilaumé, le PDG d’Aryballe

Selon lui, cette brosse à dents du futur est pour demain.

Le NeOse Pro – Crédit: Aryballe Technologies

Toujours en France, l’Institut Mines-Télécom de Lille Douai a présenté, cette année, un nez artificiel qui analyse l’haleine des patients pour diagnostiquer l’insuffisance rénale. La néerlandaise e-Nose Company achève une étude de validation clinique de son nez électronique pour détecter le cancer du poumon ou du colon.

UN E-NOSE QUÉBÉCOIS POUR DÉTECTER LES VIRUS PATHOGÈNES

Au Québec, la crise sanitaire a décuplé l’inventivité des chercheurs pour analyser l’air ambiant, possiblement chargé de virus. La startup montréalaise Stratuscent, spécialisée en intelligence artificielle, a mis au point SafeScent, un nez numérique, connecté à internet, capable d’analyser la qualité de l’air en temps réel.

L’entreprise explique avoir développé son e-nose « au cours des cinq dernières années après avoir obtenu une licence exclusive sur les brevets de la NASA qui ont servi de base à un premier nez numérique qu’ils ont construit et envoyé à la Station spatiale internationale » [Le Quotidien – 21 août 2021].

La startup montréalaise affirme que son nez numérique peut « détecter, identifier, numériser et quantifier, un nombre illimité de produits chimiques volatils simples et d’odeurs complexes », en s’appuyant sur l’IA.

« En outre, l’architecture d’IA centralisée basée sur le cloud de SafeScent a la capacité d’apprendre les signatures chimiques de nouveaux composés volatils inconnus dans l’environnement. » – Dr. Ashok Prabhu Masilamani, fondateur et directeur technique de Stratuscent.

UN NEZ ÉLECTRONIQUE NÉ DANS LES ANNÉES 2000

Le nez électronique détecteur de maladies n’est pas nouveau ; depuis plus de dix ans, plusieurs scientifiques, mais aussi Google s’y sont attelés.

En 2008, le professeur américain Babak Kateb, spécialiste des neurosciences, recevait le NASA Tech Brief Award pour l’utilisation du nez électronique dans la détection du cancer du cerveau. En 2009, un professeur israélien, Hossam Haick, met au point un nez électronique pour détecter un cancer du poumon précoce, la maladie de Parkinson ou d’Alzheimer. « Nous savons que la maladie a un modèle de molécules dans la respiration. Si vous pouvez détecter ces molécules, vous pouvez alors les associer à une maladie donnée », expliquait le professeur israélien en présentant le nez électronique Nanose à l’hebdomadaire Israel21c en 2017.

En 2019, Google Brain Team entraîne l’IA à reconnaître les odeurs en exposant la machine à 5000 molécules odorantes. Si les chercheurs ne cachent pas la complexité d’une telle recherche, ils restent optimistes et assurent que des applications dans les domaines des neurosciences pourraient en découler. Alexei Koulakov, chercheur au Cold Spring Harbor Laboratory, avertit cependant: La façon dont l’IA comprend l’odeur et la façon dont nous la percevons pourraient être deux choses très différentes.

Aujourd’hui, l’intelligence artificielle décuple le champ des possibles du dispositif olfactif électronique.

LE MARCHÉ DU NEZ NUMÉRIQUE DOPÉ PAR LE SECTEUR DE LA SANTÉ

Le marché du nez numérique propulsé par l’IA a de beaux jours devant lui.

Selon Market Insights Reports, « sur le marché des parfums numériques, le marché du nez électronique était évalué à 17,9 millions USD, en 2020, et devrait atteindre 34,2 millions USD d’ici 2026 ». L’Amérique du Nord capte une part importante de ce marché.

« Le secteur de la santé devrait connaître le taux de croissance le plus élevé en raison de l’adoption accrue de synthétiseurs de parfum et de nez électroniques pour détecter le cancer. » – Market Insights Reports

L’étude de marché ajoute : « Le secteur de la santé devrait connaître une croissance significative pour le marché des parfums numériques en raison de la mise en œuvre croissante d’applications de nez électronique pour le diagnostic clinique (…). La technologie des parfums numériques est utilisée en aromathérapie pour soigner certaines maladies en employant différents types d’odeurs. L’aromathérapie aide également à diagnostiquer les troubles cérébraux. »

D’ailleurs, le gouvernement français a du nez : il vient d’accorder une subvention de 1.1 million d’euros à Aryballe pour développer sa technologie d’olfaction numérique et produire des capteurs d’odeur miniaturisés, universels, à faible coût et en gros volume… pour intégrer un jour nos smartphones ?

Crédit photo : Pexels – Pavel Danilyuk