Как работает химический сенсор с искусственной обонятельной системой

Наука и жизньHi-Tech

Газовый датчик для букета запахов

Спрос на анализ состава воздуха в реальном времени постоянно растёт — он требуется для медицинской диагностики, анализа свежести продуктов, обеспечения безопасности труда, мониторинга состава окружающей среды и др. Причём обнаруживать те или иные вещества надо в сложной газовой смеси, зачастую в очень низких концентрациях. Для такого анализа перспективны хемирезистивные датчики, в том числе на основе углеродных наноматериалов, обладающих высокой чувствительностью ко многим газам. Правда, такая перекрёстная чувствительность подразумевает низкую селективность.

В Сколтехе спроектировали и испытали полупроводниковый химический сенсор с чувствительным элементом, представляющим собой «ткань» из углеродных нанотрубок. Он способен распознавать в воздушной смеси ацетон, а также опасные сероводород и двуокись азота. Чтобы сконструировать такой датчик, исследователи обратились к идее электронного носа, основанного на принципах, аналогичных обонятельной системе млекопитающих. Такой подход впервые предложили исследователи из Университета Уорик (Великобритания) Кристина Персо и Джордж Додд в статье, опубликованной в журнале «Nature» в 1982 году, который позже был подхвачен другими исследователями. Обонятельный эпителий млекопитающих содержит несколько сотен типов перекрёстно-чувствительных обонятельных рецепторов. Мозг получает информацию о запахе в виде многомерного вектора в пространстве обонятельных нейронов, а затем выполняет кластеризацию, классификацию и количественную оценку полученной информации. Искусственные обонятельные системы работают по схожему принципу: генерируется многомерный вектор сенсорных ответов, который затем классифицируется и количественно оценивается с помощью различных методов распознавания образов. То есть если одновременно использовать множество полупроводниковых сенсоров, каждый из которых будет играть роль одного «рецептора», при появлении некоторого газа вся система сенсоров («нос») сгенерирует многомерный отклик, и этот сигнал можно исследовать на предмет наличия нужного паттерна («запаха») методами машинного о

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Заповедные новости Заповедные новости

Как устроены популяции кроноцкой кокани и птицезащитные устройства для ЛЭП

Наука и жизнь
Не сладкие слова Не сладкие слова

Как мозг управляет нашей тарелкой

Вокруг света
Тайна дикого огурца Тайна дикого огурца

Как фермеры и пищевые предприятия научились манипулировать нашими рецепторами

Вокруг света
Чартер начинается с мечты Чартер начинается с мечты

Какие регионы и яхты привлекают клиентов в яхтенном чартере

Y Magazine
Страна зеленого цвета Страна зеленого цвета

Яхтенный маршрут вдоль тихоокеанского побережья Коста-Рики

Y Magazine
Р.У.Б.И.К.О.Н Р.У.Б.И.К.О.Н

Выбора у него не было. Цезарь должен был покорить Рим

Знание – сила
Четыре плюс пять Четыре плюс пять

Что Франс Снейдерс зашифровал в своих натюрмортах

Вокруг света
Возвращение из бездны Возвращение из бездны

Уникальная операция по возвращению АПЛ «Курск» из пучины

Наука и техника
Лучшие в Монако Лучшие в Монако

Подборка впечатляющих яхт с выставки Monaco Yacht Show

Y Magazine
Атмосфера из фтора и скалы из золота: возможное и невозможное на экзопланетах Атмосфера из фтора и скалы из золота: возможное и невозможное на экзопланетах

Могут ли где-то во Вселенной существовать планеты с атмосферой из азота и фтора?

Наука и техника
«Дикий» город «Дикий» город

В тот раз я оказался свидетелем днёвки совы, уже вполне обычного явления

Наука и жизнь
Маленькая, но удаленькая Маленькая, но удаленькая

Что такое шаровая молния и какие перспективы открывает ее изучение

Знание – сила
Поднявшийся в небо Поднявшийся в небо

Северный Кавказ: гостеприимство здесь больше чем традиция

Вокруг света
Цепочка ржаной нерентабельности Цепочка ржаной нерентабельности

Сельхозпроизводители теряют интерес к выращиванию ржи

Агроинвестор
ИИ в химии и не только ИИ в химии и не только

«ИИ для химии»: есть ли такие задачи, которые не под силу ИИ?

Наука и жизнь
Иммунные регуляторы против иммунного брака Иммунные регуляторы против иммунного брака

Иммунитет узнаёт опасных микробов по их молекулам. Но не всё так просто

Наука и жизнь
Яхтенный менеджмент: что, где, когда и как Яхтенный менеджмент: что, где, когда и как

О специфике яхтенного менеджмента

Y Magazine
Митридат VI — враг римлян, друг греков и скифов Митридат VI — враг римлян, друг греков и скифов

«Человек, которого нельзя ни обойти молчанием, ни говорить о нём без внимания»

Наука и жизнь
Слово о «бедной науке», или Еще раз о «новой евгенике» Слово о «бедной науке», или Еще раз о «новой евгенике»

Возражения против защиты «обновленной» версии евгеники

Знание – сила
Сельхозтехника расширяет границы Сельхозтехника расширяет границы

Помогут ли дополнительные меры поддержки нарастить отгрузки за рубеж

Агроинвестор
Привет из прошлого Привет из прошлого

Спускаемый аппарат межпланетной станции Космос-482 вошел в атмосферу Земли

Наука и техника
Обычная необычная семья Обычная необычная семья

История и фотозарисовка удивительной встречи с семьей лосей

Наука и жизнь
Пошлины не плывут в бюджет Пошлины не плывут в бюджет

Механизм плавающих пошлин и квот на экспорт зерна подорвал доходность аграриев

Агроинвестор
Мода как зеркало психики Мода как зеркало психики

Разговор о моде с позиции психики

Знание – сила
«Свободная страна» в колониальной Африке «Свободная страна» в колониальной Африке

Государство Либерия появилось на карте благодаря социальному эксперименту

Наука и техника
С чего начиналась одежда С чего начиналась одежда

Какие орудия были нужны, чтобы придать одежде изящный, декоративный вид?

Знание – сила
Мангалочий дворик Мангалочий дворик

Как тема Востока и его художественный образ слились в творчестве Анны Ахматовой

Знание – сила
Еще лучше Еще лучше

Sirena 60 — модель‑бестселлер, ставшая еще лучше

Y Magazine
Кто построит теплицы в ДФО? Кто построит теплицы в ДФО?

Расположить в округе свои предприятия планируют сразу два инвестора

Агроинвестор
Книги номера Книги номера

Подборка книг о человеке и еде

Вокруг света
Открыть в приложении