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

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
Кровь экономики Кровь экономики

Золотодобыча – с древних времен до наших дней

ТехИнсайдер
Мода как зеркало психики Мода как зеркало психики

Разговор о моде с позиции психики

Знание – сила
Механика Просвещения и романтизм Механика Просвещения и романтизм

Почему культура 1920-х болезненно воспринимает вторжение механического

Знание – сила
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
Не сладкие слова Не сладкие слова

Как мозг управляет нашей тарелкой

Вокруг света
Маленькие помощники Маленькие помощники

Перспективные гаджеты, следящие за здоровьем

ТехИнсайдер
Бог в космосе обнаружен Бог в космосе обнаружен

«Следуй за угасшим солнцем»

Знание – сила
Цепочка ржаной нерентабельности Цепочка ржаной нерентабельности

Сельхозпроизводители теряют интерес к выращиванию ржи

Агроинвестор
«Свободная страна» в колониальной Африке «Свободная страна» в колониальной Африке

Государство Либерия появилось на карте благодаря социальному эксперименту

Наука и техника
Еще лучше Еще лучше

Sirena 60 — модель‑бестселлер, ставшая еще лучше

Y Magazine
Правила кебабчи Правила кебабчи

Что турки считают кебабом и почему «правильно» его готовят везде по-разному

Вокруг света
Жизнь с начала времён Жизнь с начала времён

Примерно 400 млн лет назад морская живность стала осваивать пресные водоёмы

Наука и жизнь
Годовые кольца: 1804 Годовые кольца: 1804

Изобрели консервы, жаккардовый станок и психиатрию: 1804 год в событиях

Вокруг света
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
Страна по рецепту Страна по рецепту

Как шеф-повара переизобретают культурные коды своих стран

Вокруг света
Темная сторона хлопка Темная сторона хлопка

С хлопком связаны войны, бедствия, рабство – и процветание человечества...

Знание – сила
Обычная необычная семья Обычная необычная семья

История и фотозарисовка удивительной встречи с семьей лосей

Наука и жизнь
Будь крутым! Будь крутым!

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

Y Magazine
Сельхозтехника расширяет границы Сельхозтехника расширяет границы

Помогут ли дополнительные меры поддержки нарастить отгрузки за рубеж

Агроинвестор
Чартер начинается с мечты Чартер начинается с мечты

Какие регионы и яхты привлекают клиентов в яхтенном чартере

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
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
Книги номера Книги номера

Подборка книг о человеке и еде

Вокруг света
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
Главный бестселлер Китая Главный бестселлер Китая

«Звездное желание» — самый продаваемый автомобиль в Поднебесной

ТехИнсайдер
Неандертальское искусство кройки и шитья Неандертальское искусство кройки и шитья

Что использовали неандертальцы для изготовления одежды

Знание – сила
Министерство иностранных тел Министерство иностранных тел

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

Вокруг света
Веероносный венценос из Новой Гвинеи Веероносный венценос из Новой Гвинеи

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

Знание – сила
Иллюзия на вкус Иллюзия на вкус

Какие необычные приемы использует нейрогастрономия, чтобы обмануть наш мозг

Вокруг света
Открыть в приложении