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

Самолет без крыльев, регулирование уличного движения и радио-кино сто лет назад

Наука и жизнь
Страна зеленого цвета Страна зеленого цвета

Яхтенный маршрут вдоль тихоокеанского побережья Коста-Рики

Y Magazine
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
Заряжено зимой Заряжено зимой

Еще недавно электрические снегоходы казались фантастикой...

ТехИнсайдер
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
Механика Просвещения и романтизм Механика Просвещения и романтизм

Почему культура 1920-х болезненно воспринимает вторжение механического

Знание – сила
Кровь экономики Кровь экономики

Золотодобыча – с древних времен до наших дней

ТехИнсайдер
Возвращение из бездны Возвращение из бездны

Уникальная операция по возвращению АПЛ «Курск» из пучины

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

О специфике яхтенного менеджмента

Y Magazine
«Дикий» город «Дикий» город

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

Наука и жизнь
Обычная необычная семья Обычная необычная семья

История и фотозарисовка удивительной встречи с семьей лосей

Наука и жизнь
Они могут вернуться… Они могут вернуться…

Сегодня мы вспомним о видах, исчезнувших в дикой природе

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

Плюсы и перспективы использования экологичной технологии парус‑крыло

Y Magazine
Золотые нивы центра Евразии Золотые нивы центра Евразии

Обзор АПК Оренбургской области

Агроинвестор
Драпированная и накладная. История костюма от древности до наших дней Драпированная и накладная. История костюма от древности до наших дней

Рассказ об одежде начинается с Египта...

Знание – сила
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
Привет из прошлого Привет из прошлого

Спускаемый аппарат межпланетной станции Космос-482 вошел в атмосферу Земли

Наука и техника
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
Поможет ли искусственный интеллект понять животных? Поможет ли искусственный интеллект понять животных?

В эпоху ИИ не пора ли нам, как в сказке, научиться распознавать «речь» животных?

Наука и жизнь
Главный бестселлер Китая Главный бестселлер Китая

«Звездное желание» — самый продаваемый автомобиль в Поднебесной

ТехИнсайдер
Еще лучше Еще лучше

Sirena 60 — модель‑бестселлер, ставшая еще лучше

Y Magazine
Веероносный венценос из Новой Гвинеи Веероносный венценос из Новой Гвинеи

Как можно, будучи самочкой (даже и венценосной), устоять перед такой Красотой?!

Знание – сила
Цепочка ржаной нерентабельности Цепочка ржаной нерентабельности

Сельхозпроизводители теряют интерес к выращиванию ржи

Агроинвестор
А побыстрее? А побыстрее?

Почему моторный катамаран Ultima 55 привлекает такое внимание публики?

Y Magazine
Неандертальское искусство кройки и шитья Неандертальское искусство кройки и шитья

Что использовали неандертальцы для изготовления одежды

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

Механизм плавающих пошлин и квот на экспорт зерна подорвал доходность аграриев

Агроинвестор
Ткани для нашей жизни Ткани для нашей жизни

Что нам ожидать в мире тканей в ближайшие годы?

Знание – сила
Четче,_чем_люди Четче,_чем_люди

Можно ли уже сегодня делать большое кино с помощью нейросети?

ТехИнсайдер
Велимир Хлебников: алхимик слова Велимир Хлебников: алхимик слова

Велимир Хлебников – фигура, уклоняющаяся от окончательных определений

Знание – сила
Открыть в приложении