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

Болотные семафоры Болотные семафоры

Дупеля летят к нам из жарких поясов экваториальной Африки...

Наука и жизнь
Император железных дорог Император железных дорог

Двенадцать лет назад за этой железнодорожной историей следил весь мир

ТехИнсайдер
Огненная саламандра Огненная саламандра

Мифический «дух огня» с точки зрения биологии

Вокруг света
Жизнь начинается с растений Жизнь начинается с растений

Как экстремальные условия трансформируют существующие экологические формы

Наука и жизнь
Скифы Северного Причерноморья: легенды и реальность Скифы Северного Причерноморья: легенды и реальность

Как греки превратили скифов в символ воинской чести и простоты

Знание – сила
Самые быстрые Самые быстрые

Когда речь заходит о скорости, победитель может быть только один

ТехИнсайдер
Спинной мозг самолета – автопилот Спинной мозг самолета – автопилот

Пока человек толком не понимал, что такое полет, автопилот был не нужен

Наука и техника
Беременные андроиды Беременные андроиды

В последнее время идет прогресс в работах над искусственной маткой

ТехИнсайдер
Инженерия рекордов Инженерия рекордов

О самых ярких случаях и новейших тенденциях в сфере спорта

ТехИнсайдер
Тучерезы Тучерезы

Какие современные здания имеют шансы пережить столетия?

ТехИнсайдер
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Смельчаки, которые предлагали читателям космооперу с коммунистическим колоритом

Наука и жизнь
Математические фронты Великой Отечественной войны Математические фронты Великой Отечественной войны

В 1930-х годах в России сформировалась плодотворная математическая жизнь

Наука и техника
Будьте здоровы Будьте здоровы

Наночастицы для борьбы с раком и уникальная операция в Казани

Знание – сила
Переход на отечественный софт: комфорт превыше всего Переход на отечественный софт: комфорт превыше всего

Как осуществлялось импортозамещение в сфере кадастра и геодезии

Наука и техника
Галльская война Галльская война

Юлий Цезарь: завоевание Галлии

Знание – сила
Ненасытный интеллект Ненасытный интеллект

Создание ИИ следующих поколений столкнулось с неожиданным препятствием

ТехИнсайдер
Восточное путешествие с Агатой Кристи Восточное путешествие с Агатой Кристи

Детективы, Восток и археология – всё это сошлось вместе в судьбе Агаты Кристи

Знание – сила
Рихард Зорге: Самый успешный разведчик по версии Эдгара Гувера Рихард Зорге: Самый успешный разведчик по версии Эдгара Гувера

Легендарный Рихард Зорге: «”Висбаден” всегда на связи»

Знание – сила
Биосигнатуры и их разоблачение: жизненно важные улики Биосигнатуры и их разоблачение: жизненно важные улики

Судить о возможном существовании иной жизни приходится по косвенным признакам

ТехИнсайдер
Устаревшие технологии Устаревшие технологии

Вахта на Европе длится долго. Всё приедается

Наука и жизнь
«Мозг – самый важный орган» «Мозг – самый важный орган»

Что такое память? Где она «хранится»? Почему мы помним не всё?

Знание – сила
Достоевский и раненая самость Достоевский и раненая самость

Психологическая анатомия духовного напряжения

Знание – сила
Ставка давит на инвестиции Ставка давит на инвестиции

Какие макроэкономические факторы сдерживают рост агросектора

Агроинвестор
Есенин: божественный бросок вперед Есенин: божественный бросок вперед

Почему творчество Есенина до сих пор вызывает отклик у читателей?

Знание – сила
Как искусственный интеллект переписывает правила медиарынка Как искусственный интеллект переписывает правила медиарынка

О том, где проходит граница между помощником человека и его заменой

ТехИнсайдер
Золотая жила для агроинвестора Золотая жила для агроинвестора

Сколько стоит зайти на рынок готовой еды

Агроинвестор
День… суслика День… суслика

Я протёр глаза и приподнялся на локте: да это же суслик!

Наука и жизнь
Искусственный интеллект смотрит в небо Искусственный интеллект смотрит в небо

Как технологии ИИ стали единственным средством для изучения космических глубин

Наука и жизнь
Новости науки Новости науки

Самый яркий квазар, рекордный гамма-квант и другие новости науки

Знание – сила
Мы длинной вереницей идём за Синей птицей… Мы длинной вереницей идём за Синей птицей…

Синяя Птица — символ счастья, которое ищут все люди, но находят лишь немногие

Наука и жизнь
Открыть в приложении