28 июня 2024
В одной из предыдущих статей мы уже рассказывали о так называемой электронной коже, которая моделирует осязание. А сейчас познакомимся с «электронными носами» (англ. e-noses), которые воспроизводят еще одно чувство, присущее живым организмам – обоняние.
Ученые исследовательских институтов из разных уголков планеты пробуют изобрести все более совершенные сенсоры, функционирующие как биологические обонятельные системы. Группа исследователей из Гонконгского университета науки и технологии (HKUST) совершила невероятный прорыв в этой области благодаря своему новому датчику.
Биомиметические обонятельные чипы (англ. biomimetic olfactory chips или BOC) имитируют обонятельный процесс людей и животных и отличаются более высокой точностью, относительно других подобных структур. Каждый прибор состоит аж из 10000 миниатюрных датчиков газа! Уникальный дизайн позволяет обнаруживать и отличать широкий спектр запахов, даже если они смешаны в сложный комплексный аромат.
Одной из главных особенностей является специальный состав материла, который различается в зависимости от типа чипа. Такое решение дает возможность интегрировать большое количество различных типов сенсоров в одно устройство. При этом оно остается небольшим и занимает мало места.
Датчики газа, использующиеся в BOC, обладают высокой чувствительностью и могут обнаружить даже мельчайшие следы всевозможных газов и летучих органических соединений (ЛОС). Они установлены на подложке с крошечными порами. Сочетая в себе инновационные сенсорные технологии и алгоритмы искусственного интеллекта, механизм может обрабатывать и интерпретировать данные сенсоров, что позволяет ему идентифицировать и выявлять различные запахи с поразительной точностью.
Самой существенной сложностью для исследователей было интегрировать огромное число сенсоров в одно устройство, сохраняя при этом его эффективность и компактный размер. Задача ученых заключалась в том, чтобы сделать изобретение практичным и подходящим для значительного числа применений.
Было проведено множество тестов и полевых испытаний, чтобы удостовериться в качественной работе изобретения. В одном из экспериментов устройство было помещено на робота со встроенными алгоритмами искусственного интеллекта, который должен был определить объекты, помещенные в коробки, по запаху. Он с успехом смог отличить аромат апельсина и вина и понять, где он отсутствовал вовсе.
С разработкой чипа открываются большие перспективы его использования в различных промышленных областях, например, контроль за качеством пищевых продуктов, обнаружение загрязненности воздуха выхлопными газами, а в медицинской отрасли он поможет диагностировать заболевания, анализируя летучие органические соединения при дыхании пациента.
«В будущем мы надеемся, что станет возможным помещать наши чипы непосредственно на тело человека, чтобы выявлять трудноуловимые частицы. Это поможет предупреждать нас о потенциальных патологиях», — отмечают ученые.
Источник: sensoren.ru
