
Искусственный «нос» смог учуять подпорченные фрукты и мясо
По специфическому зловонию когда-то определяли больных чумой. Но возможностей человеческого носа, как правило, недостаточно, чтобы он служил в качестве надёжного диагностического инструмента. Зато новый искусственный «нос» способен обнаруживать некоторые неочевидные заболевания, опасные газы и порчу продуктов на ранних стадиях. Над его созданием трудились в Норвежском университете науки и технологии (NTNU) в Гьёвике.
Один из авторов изобретения — Майкл Шефена, профессор телекоммуникаций в NTNU. Он рассказал, что при предыдущих попытах создать электронные «носы» не было преимущества в виде готовой инфраструктуры. Кроме того, прочие образцы страдали от ряда других проблем. Решить задачу в итоге удалось благодаря антенне с функциями датчика.
Другие электронные «носы» могли иметь несколько сотен датчиков, каждый из которых часто покрывали разными материалами. В результате получались устройства, дорогие в производстве и очень энергозатратные в эксплуатации. Они требовали использования большого количества различных материалов. В отличие от них, антенный датчик состоит лишь из одной антенны с единым типом покрытия, объяснил Шефена.
Коллега профессора Ю Данг добавил, что удешевление и сравнительная простота вовсе не означали снижения точности и функциональности. В ходе тестирования датчик из NTNU различал разные газы с точностью 96,7%. Так что достижение сопоставимо с показателями лучших на сегодняшний день электронных «носов».
Принцип действия антенного «носа» заключается в передаче радиосигналов на разных частотах в окружающую среду и анализе того, как они отражаются. Сигналы при этом меняются в зависимости от присутствующих газов. Изменения в сигналах имеют уникальные закономерности, которые можно связать с определёнными летучими органическими соединениями (ЛОС). Так называют газы, которые обычно испаряются при сравнительно низких, то есть обычных, температурах. В общем, обоняемые нами запахи — это они и есть.
Всё живое, в том числе растения, выделяет ЛОС, часто для отпугивания вредителей или для коммуникации друг с другом. В общем, повсюду присутствует большое количество газов в различных комбинациях. И это чрезвычайно затрудняет задачу распознать важные среди незначительных.
Данг объяснил, что всё становится ещё сложнее, когда в смеси присутствуют изомеры — химические соединения с одинаковой молекулярной формулой, но в которых атомы связаны между собой немного по-другому. Изомеры можно сравнить с близнецами: они очень похожи, но не идентичны.
Данг сказал, что такие соединения — давняя проблемой для сенсорных технологий, воспринимающих запахи. Даже самые сложные электронные «носы» из множества различных датчиков и то не всегда справляются с идентификацией. Однако новый антенный датчик хорошо показал себя даже со столь сложными химическими соединениями.
Норвежское изобретение протестировали на подгнивших фруктах и мясе различной степени свежести. Кроме того, по мнению его авторов, можно настроить алгоритмы, которые определяют уникальные «отпечатки» различных газов, чтобы использовать технологию для диагностики болезней по специфическим запахам.
Например, ЛОС позволяют натасканным на них собакам распознавать опасные перепады уровня сахара в крови и даже рак, так что принцип был бы в целом тем же, пояснил Данг. Однако для применения в диагностических целях антенного датчика не требуется многомесячная «дрессировка» или спецнавыки. Базовый инструмент уже создан и лишь требует доработки.
Один из авторов изобретения — Майкл Шефена, профессор телекоммуникаций в NTNU. Он рассказал, что при предыдущих попытах создать электронные «носы» не было преимущества в виде готовой инфраструктуры. Кроме того, прочие образцы страдали от ряда других проблем. Решить задачу в итоге удалось благодаря антенне с функциями датчика.
Другие электронные «носы» могли иметь несколько сотен датчиков, каждый из которых часто покрывали разными материалами. В результате получались устройства, дорогие в производстве и очень энергозатратные в эксплуатации. Они требовали использования большого количества различных материалов. В отличие от них, антенный датчик состоит лишь из одной антенны с единым типом покрытия, объяснил Шефена.
Коллега профессора Ю Данг добавил, что удешевление и сравнительная простота вовсе не означали снижения точности и функциональности. В ходе тестирования датчик из NTNU различал разные газы с точностью 96,7%. Так что достижение сопоставимо с показателями лучших на сегодняшний день электронных «носов».
Принцип действия антенного «носа» заключается в передаче радиосигналов на разных частотах в окружающую среду и анализе того, как они отражаются. Сигналы при этом меняются в зависимости от присутствующих газов. Изменения в сигналах имеют уникальные закономерности, которые можно связать с определёнными летучими органическими соединениями (ЛОС). Так называют газы, которые обычно испаряются при сравнительно низких, то есть обычных, температурах. В общем, обоняемые нами запахи — это они и есть.
Всё живое, в том числе растения, выделяет ЛОС, часто для отпугивания вредителей или для коммуникации друг с другом. В общем, повсюду присутствует большое количество газов в различных комбинациях. И это чрезвычайно затрудняет задачу распознать важные среди незначительных.
Данг объяснил, что всё становится ещё сложнее, когда в смеси присутствуют изомеры — химические соединения с одинаковой молекулярной формулой, но в которых атомы связаны между собой немного по-другому. Изомеры можно сравнить с близнецами: они очень похожи, но не идентичны.
Данг сказал, что такие соединения — давняя проблемой для сенсорных технологий, воспринимающих запахи. Даже самые сложные электронные «носы» из множества различных датчиков и то не всегда справляются с идентификацией. Однако новый антенный датчик хорошо показал себя даже со столь сложными химическими соединениями.
Норвежское изобретение протестировали на подгнивших фруктах и мясе различной степени свежести. Кроме того, по мнению его авторов, можно настроить алгоритмы, которые определяют уникальные «отпечатки» различных газов, чтобы использовать технологию для диагностики болезней по специфическим запахам.
Например, ЛОС позволяют натасканным на них собакам распознавать опасные перепады уровня сахара в крови и даже рак, так что принцип был бы в целом тем же, пояснил Данг. Однако для применения в диагностических целях антенного датчика не требуется многомесячная «дрессировка» или спецнавыки. Базовый инструмент уже создан и лишь требует доработки.
- Дмитрий Ладыгин
- ntnu.edu
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Голубые гренландские озера превратились в коричневые фабрики по производству парниковых газов
Эксперты говорят: вода в этих озерах — бомба замедленного действия....

Секретные символы на карте XVI века позволят открыть величайшую тайну Америки
Эксперты уверены: разгадка пропавшей колонии Роанок близка как никогда....

Почему мужчины эволюционируют вдвое быстрее женщин?
Новое исследование ставит под вопрос наши представления о биологии....

Что скрывает «идеальный квадрат» на Марсе?
Версии ученых, конспирологов и Илона Маска....

Сталин пообещал целый миллион долларов за расшифровку письменности древней цивилизации
Участвовать в конкурсе, объявленном правительством индийского штата, может абсолютно любой желающий....

Неандертальцы не просто выжили в ледниковый период — они процветали
Доказательство тому — археологические раскопки....

Отсекли голову, а тело «разобрали» на части
Ученые нашли очередную «вампирскую» могилу в Хорватии....

Едва не получила премию Дарвина: американка ввела себе яд чёрной вдовы
Пытаемся разобраться: что было потом и зачем вообще это было сделано....

Вселенная ускоряется… или мы все ошибаемся?
Космический телескоп открыл данные, которые поставили ученых в тупик....

Почти люди: бонобо осознавали человеческое непонимание и влияли на ситуацию
Важная способность подсказывать и делиться знаниями....

Развенчан миф о породах собак: удивительная правда о мнимых «сверхспособностях»
Не считая плоскомордых....

Волшебное слово на букву f: непрошенные выдачи в Google легко победить сквернословием
Впрочем, эту лазейку вскоре могут закрыть....

С помощью ИИ получили самовосстанавливающийся асфальт
Сделан шаг к более экономичным дорогам....

Жить в Британии становится все опаснее: теперь жителям угрожают вспышки диареи
По словам ученых, это последствия изменения климата. И это только начало…...

Super в действии: резвый беспилотник умеет преследовать даже в тёмном лесу
Новинка из Гонконга уверенно летает по неизвестной местности....

Таинственный спонсор финансирует проект по созданию поселения на дне морском
Неизвестно, кто направляет деньги на создание подводных колоний....