Byltingarkenndir lífrænir lyktarflögur nota gervigreind til að gera vélmennum kleift að lykta

Þróun gervilyktarskynjara hefur verið langvarandi áskorun fyrir vísindamenn um allan heim. Það hefur reynst erfitt að búa til rafnef (e-nef) sem geta á áhrifaríkan hátt greint flóknar lyktarblöndur, svipaðar líffræðilegu lyktarkerfi, vegna vandamála með smæðingar- og auðkenningargetu. Hins vegar, rannsóknarteymi undir forystu prófessor FAN Zhiyong frá Háskóli vísinda- og tækniháskólans í Hong Kong (HKUST) hefur gert a veruleg bylting á þessu sviði með nýþróuðum lífhermilyktarflögum (BOC).

Biomimetic lyktarflögur (BOC)

Líffræðilegu lyktarflögurnar, eða BOC, þróaðar af teymi Prof. Fan eru byltingarkennd uppfinning á sviði gervilyktargreiningar. Þessar örsmáu flögur eru hannaðar til að líkja eftir því hvernig menn og dýr greina lykt, sem gerir þær nákvæmari og skilvirkari en fyrri gervilyktarkerfi.

Hver BOC inniheldur allt að 10,000 örsmáa gasskynjara, sem eru raðað á þann hátt sem líkist líffræðilega lyktarkerfinu. Þessi einstaka hönnun gerir flísinni kleift að greina og greina á milli margs konar lyktar, jafnvel þegar þeim er blandað saman í flóknum samsetningum.

Einn af helstu eiginleikum BOC er notkun þess á sérstakri efnissamsetningu sem er mismunandi eftir flísinni. Þessi hallahönnun gerir kleift að samþætta margar mismunandi gerðir skynjara á einni flís, sem gerir það mögulegt að greina breitt úrval af lykt á sama tíma og flísinn er lítill og þéttur.

Gasskynjararnir sem notaðir eru í BOC eru ótrúlega viðkvæmir og geta greint jafnvel minnstu ummerki um ýmsar lofttegundir og rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC). Þessir skynjarar eru byggðir á undirlagi með örsmáum svitaholum, sem gefur stórt yfirborð fyrir lofttegundirnar til að hafa samskipti við, sem eykur næmni og viðbragðstíma flísarinnar.

Með því að sameina þessa háþróuðu skynjaratækni með gervigreindaralgrímum getur BOC unnið úr og túlkað gögnin frá gasskynjara, sem gerir honum kleift að bera kennsl á og greina á milli mismunandi lyktar með ótrúlegri nákvæmni.

Að sigrast á áskorunum í gervilykt

Þróun gervilyktarkerfa hefur verið krefjandi verkefni fyrir vísindamenn vegna nokkurra lykilhindrana. Einn helsti erfiðleikinn hefur verið að smækka kerfið en viðhalda skilvirkni þess. Hefðbundin rafnef krefjast oft fyrirferðarmikils búnaðar, sem gerir þau óhagkvæm fyrir mörg forrit. Lífeftirlíkingarlyktarflögurnar sem þróaðar voru af teymi Prof. Fan taka á þessu vandamáli með því að samþætta fjölda gasskynjara á einni, þéttri flís.

Önnur mikilvæg áskorun í gervi lyktarskyni hefur verið að auka auðkenningargetu kerfisins, sérstaklega þegar verið er að takast á við flóknar lyktarblöndur. Í raunheimum er lykt oft samsett úr mörgum lofttegundum og rokgjörnum lífrænum efnasamböndum, sem gerir það erfitt fyrir hefðbundin rafnef að greina nákvæmlega og mæla hvern íhlut.

Með því að nýta háþróaða nanótækni og gervigreind geta lífhermilyktarflögurnar unnið úr og túlkað gögn frá gasskynjaranum á skilvirkari hátt en hefðbundin rafnef. Notkun vélrænna reiknirita gerir BOC kleift að læra af fyrri reynslu og bæta lyktarþekkingargetu sína með tímanum. Þessi aðlögunarhæfni gerir BOC að öflugu tæki fyrir ýmsar atvinnugreinar, þar sem hægt er að sníða hann til að greina og bera kennsl á sérstaka lykt sem skiptir máli fyrir hverja notkun.

Óvenjulegur árangur og forrit

Í einni eftirtektarverðri sýnikennslu samþættu vísindamennirnir lyktarflögurnar við sjónskynjara á vélmennahundi og mynduðu samsett lyktar- og sjónkerfi. Þessi einstaka uppsetning gerði vélmenninu kleift að bera kennsl á hluti í blindum kössum nákvæmlega og sýna möguleika á að samþætta BOC við aðra skynjunartækni til að búa til fullkomnari og færari greindarkerfi.

Umsóknir um lífræna lyktarflögurnar eru miklar og spanna margar atvinnugreinar. Í matvælaiðnaði er hægt að nota BOC til gæðaeftirlits, greina skemmdir og tryggja matvælaöryggi. Umhverfisvöktun er annað lykilnotkunarsvæði, þar sem hægt er að nota flögurnar til að greina skaðlegar lofttegundir, mengunarefni og önnur loftborin mengun.

Læknasviðið getur einnig notið góðs af BOC tækninni þar sem hægt er að nota flögurnar til að greina sjúkdóma með því að greina ákveðin rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC) í andardrætti sjúklings eða líkamsvökva. Þessi ekki ífarandi greiningaraðferð gæti hugsanlega leitt til þess að greina og meðhöndla ýmsa sjúkdóma fyrr.

Í iðnaðarumhverfi er hægt að nota lífhermilyktarflögurnar til að fylgjast með og stjórna ferlum og tryggja öryggi og gæði vöru. Kubbarnir geta greint gasleka, fylgst með losun og greint hugsanlegar hættur í rauntíma, sem gerir kleift að bregðast skjótt við og fyrirbyggjandi ráðstafanir.

Einstök frammistaða og víðtæk notkun lífrænna lyktarflöganna sýna möguleika þeirra til að gjörbylta ýmsum atvinnugreinum. Þegar tæknin heldur áfram að þróast er búist við að BOC muni finna enn meiri notkun í mismunandi geirum, bæta öryggi, skilvirkni og gæðaeftirlit í fjölmörgum ferlum.