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

Наука и жизнь сто лет назад Наука и жизнь сто лет назад

Экспедиции к Северному полюсу и необычно сильные грозы сто лет назад

Наука и жизнь
Парус-крыло: настоящее будущее?! Парус-крыло: настоящее будущее?!

Плюсы и перспективы использования экологичной технологии парус‑крыло

Y Magazine
Не сладкие слова Не сладкие слова

Как мозг управляет нашей тарелкой

Вокруг света
Премия за объединение миров Премия за объединение миров

Ученые сумели объединить в одну систему: микромир и квантовые свойства

Наука и жизнь
Поймать космического гостя Поймать космического гостя

Как перехватить проносящиеся сквозь Солнечную систему межзвездные объекты

ТехИнсайдер
Заряжено зимой Заряжено зимой

Еще недавно электрические снегоходы казались фантастикой...

ТехИнсайдер
Главный бестселлер Китая Главный бестселлер Китая

«Звездное желание» — самый продаваемый автомобиль в Поднебесной

ТехИнсайдер
Высокий белок Высокий белок

Высокобелковые продукты продолжают свое победное шествие на мировом рынке

Агроинвестор
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
Бог в космосе обнаружен Бог в космосе обнаружен

«Следуй за угасшим солнцем»

Знание – сила
С чего начиналась одежда С чего начиналась одежда

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

Знание – сила
Каркасное химическое строительство Каркасное химическое строительство

Казалось бы, бери атомы какие нужно и строй молекулу мечты. Это только на словах

Наука и жизнь
Механика Просвещения и романтизм Механика Просвещения и романтизм

Почему культура 1920-х болезненно воспринимает вторжение механического

Знание – сила
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
Мангалочий дворик Мангалочий дворик

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

Знание – сила
Сельхозтехника расширяет границы Сельхозтехника расширяет границы

Помогут ли дополнительные меры поддержки нарастить отгрузки за рубеж

Агроинвестор
Обычная жизнь будущего Обычная жизнь будущего

Экспериментальный город для испытания новых технологий в реальных условиях

ТехИнсайдер
Чартер начинается с мечты Чартер начинается с мечты

Какие регионы и яхты привлекают клиентов в яхтенном чартере

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
Они могут вернуться… Они могут вернуться…

Сегодня мы вспомним о видах, исчезнувших в дикой природе

Наука и техника
Страна по рецепту Страна по рецепту

Как шеф-повара переизобретают культурные коды своих стран

Вокруг света
Одежда в метавселенных: цифровая мода как новый культурный код Одежда в метавселенных: цифровая мода как новый культурный код

Почему цифровая мода стала многомиллиардной индустрией

Знание – сила
Первый эсминец КНДР Первый эсминец КНДР

Вступление в строй первого многоцелевого эсминца ВМС КНДР «Чхве Хён»

Наука и техника
Будь крутым! Будь крутым!

Swan 128 заняла флагманскую позицию в линейке Maxi Swan Yachts верфи Nautor

Y Magazine
Масала, чай и Великие Моголы Масала, чай и Великие Моголы

За три столетия любимая «Смесь Великих Моголов» превратилась в гарам масалу

Наука и жизнь
Министерство иностранных тел Министерство иностранных тел

Места, где вопрос «что бы такое съесть, чтобы похудеть» никогда не поднимался

Вокруг света
Маленькая, но удаленькая Маленькая, но удаленькая

Что такое шаровая молния и какие перспективы открывает ее изучение

Знание – сила
Пошлины не плывут в бюджет Пошлины не плывут в бюджет

Механизм плавающих пошлин и квот на экспорт зерна подорвал доходность аграриев

Агроинвестор
Связь всех поколений Связь всех поколений

На что способны станции сотовой связи

ТехИнсайдер
Страна зеленого цвета Страна зеленого цвета

Яхтенный маршрут вдоль тихоокеанского побережья Коста-Рики

Y Magazine
Открыть в приложении