Επιστήμονες συγκέντρωσαν ένα σύνολο 5.000 μορίων, που καθένα χαρακτηρίζεται από διάφορες ετικέτες μυρωδιάς και δομικά χαρακτηριστικά, σχηματίζοντας έναν κύριο χάρτη οσμών με 256 διαστάσεις. Για να αποτυπωθεί στις δύο διαστάσεις του χαρτιού, οι ερευνητές συμπίεσαν τα δεδομένα των 256 διαστάσεων ως κύριο συστατικό 1 (PC1 στον οριζόντιο άξονα) και κύριο συστατικό 2 (PC2 στον κάθετο άξονα). Μαζί το PC1 και το PC2 συγκεντρώνουν το 28% της πληροφορίας, που περιέχεται στο πλήρες σετ δεδομένων

Ομάδα ερευνητών δημιούργησε ένα μοντέλο μηχανικής μάθησης, μορφή εξειδικευμένες τεχνητής νοημοσύνης, ώστε να δώσει λύση στο πρόβλημα αυτό. Το μοντέλο, που ονομάζεται Κύριος Χάρτης Οσμών, πρόβλεψε τη μυρωδιά 500.000 μορίων τα οποία δεν έχουν συντεθεί ποτέ έως τώρα, ένα έργο που ακόμα κι αν όλες αυτές οι ουσίες υπήρχαν ήδη έτοιμες σε μπουκαλάκια, θα απαιτούσε 70 χρόνια δουλειάς από έναν άνθρωπο.

Το χρώμα του φωτός καθορίζεται από το μήκος κύματός του, αλλά δεν υπάρχει κάποια ανάλογη απλή σχέση ανάμεσα στις φυσικές ιδιότητες ενός μορίου και την οσμή του. Μια μικροδιαφορά στη δομή μπορεί να αλλάξει δραστικά τη μυρωδιά ενός μορίου, ενώ μόρια με τελείως διαφορετική δομή μπορεί να μυρίζουν παρόμοια. Προηγούμενα μοντέλα μηχανικής μάθησης στον τομέα της χημειοπληροφορικής είχαν βρει συσχετίσεις ανάμεσα στις χημικές ιδιότητες γνωστών μυρωδικών, αλλά η ικανότητα πρόβλεψής τους ήταν περιορισμένη.

Οι ερευνητές εκπαίδευσαν ένα νευρωνικό δίκτυο με 5.000 γνωστά μυρωδικά, ώστε οι κόμβοι του να αποκτήσουν τα κατάλληλα «βάρη» για τα 256 χημικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν την οσμή ενός μορίου. Αντί να χρησιμοποιήσουν την τυπική χημειοπληροφορική, δημιούργησαν μια νέα, έστω κι αν ο τρόπος που το μοντέλο καταλήγει στην πρόβλεψη είναι πολύ σύνθετος για να τον καταλάβει ένας άνθρωπος. Το μοντέλο δημιούργησε έναν τεράστιο πολυδιάστατο χάρτη οσμών, στον οποίο οι συντεταγμένες κάθε μορίου προσδιορίζονται από τις χημικές του ιδιότητες. Το μοντέλο χρησιμοποιεί 55 περιγραφικές ετικέτες για τις μυρωδιές όπως «γρασιδιού» ή «ξύλου». Μόρια με παρόμοια μυρωδιά εμφανίζονται στον χάρτη αυτόν συγκεντρωμένα σε ομάδες, κάτι που δεν είχαν πετύχει προηγούμενες προσπάθειες.

Οι προβλέψεις του μοντέλου συγκρίθηκαν με τις εκτιμήσεις από 15 «μύτες», ανθρώπους ειδικούς στην αναγνώριση οσμών. Διαπιστώθηκε ότι σε όλες τις περιπτώσεις οι προβλέψεις ήταν το ίδιο κοντά στον μέσο όρο των εκτιμήσεων των κριτών, όσο κοντά ήταν και οι εκτιμήσεις κάθε μεμονωμένου κριτή. Επιπλέον, το μοντέλο μπορούσε να προβλέψει την ένταση της οσμής και πόσο παρόμοια θα ήταν η μυρωδιά δύο διαφορετικών μορίων, ζητήματα για τα οποία δεν είχε σχεδιαστεί εξαρχής. Ο μόνος περιορισμός του είναι ότι μπορεί να προβλέψει μόνο τη μυρωδιά μεμονωμένων μορίων. Ομως στην καθημερινή ζωή, από τα αρώματα έως τα απορρίμματα οι μυρωδιές προέρχονται από πλειάδα χημικών ενώσεων. Η πρόβλεψη τέτοιων μεικτών οσμών θα είναι ο επόμενος στόχος των ερευνητών.