Чувствительность нового робота превзошла другие «электронные носы» в 10 тысяч раз

Технологический прорыв команды из Тель-Авивского университета впервые в истории позволил роботу улавливать запахи с помощью биологического датчика. Сенсор работает, посылая электрические сигналы в ответ на запах, который робот может затем обнаружить и интерпретировать. Предположительно, аэропорты и железнодорожные вокзалы по всему миру вскоре могут заменить собак, вынюхивающих наркотики, на роботов. Исследование опубликовано в журнале Biosensor and Bioelectronics «Биосенсор и биоэлектроника»).

Первоначально учёные успешно подключили биологический датчик к электронной системе. Затем, используя алгоритм машинного обучения, смогли правильно идентифицировать запахи с высочким уровнем чувствительности. Авторы исследования считают, что в свете этих успешных испытаний их технология поможет выявлять в будущем взрывчатку, наркотики и ряд заболеваний.

Успеха достигли докторантка Нета Швиль из Школы неврологии Сагол Тель-Авивского университета, доктор Бен Маоз с инженерного факультета Флейшмана и Школы неврологии Сагол и профессоры Йоси Йовель и Амир Айали из Школы зоологии и Школы неврологии Сагол соответственно.

В университетском релизе отметили, что комар, например, может обнаружить разницу в уровне углекислого газа в воздухе в 0,01%. И пока что наука далека от создания сенсоров, возможности которых приближаются к способностям насекомых.

Авторы исследования объяснили, что человеческие глаза, уши, нос, как и у других животных, используют рецепторы для идентификации и различения различных сигналов. Затем соответствующий орган чувств преобразует полученные данные в электрические сигналы, которые затем мозг расшифровывает как информацию.

Большой проблемой, когда дело доходит до биосенсоров, является подключение «носа» к электронной системе, которая действительно будет знать, как декодировать электрические сигналы, полученные от рецепторов.

Израильские учёные подключили биологический датчик и приблизили его к различным запахам, одновременно измеряя электрическую активность, вызываемую каждым источником. Система позволила определять каждый запах на уровне обоняния насекомого. Затем, на втором этапе, исследователи использовали машинное обучение для создания «библиотеки» запахов.

В ходе исследования учёные смогли охарактеризовать, то есть распознавать, восемь запахов, в том числе герань, лимон и марципан. Фактически после завершения эксперимента они продолжили выявлять дополнительные запахи, такие как различные сорта шотландского виски. Сравнение со стандартными измерительными приборами показало, что чувствительность новой системы примерно в 10 тыс. раз выше, чем у устройств, пока ещё используемых сегодня.

Продвигаясь вперёд, исследователи стремятся наделить робота способностью навигации, которая позволит ему локализовать источник запаха и, в конечном счёте, идентифицировать его.