Револуционарни биомиметички мирисни чипови користе вештачку интелигенцију како би омогућили роботима да миришу

Развој вештачких олфакторних сензора био је дугогодишњи изазов за истраживаче широм света. Стварање електронских носова (е-носова) који могу ефикасно да разазнају сложене мешавине мириса, слично биолошком олфакторном систему, показало се тешким због проблема са минијатуризацијом и могућностима препознавања. Међутим, истраживачки тим на челу са проф. ФАН Зхиионгом из Хонг Конг универзитет науке и технологије (ХКУСТ) је направио а значајан продор у овој области са својим новоразвијеним биомиметичким мирисним чиповима (БОЦ).

Биомиметички мирисни чипс (БОЦ)

Биомиметички мирисни чипови, или БОЦ, које је развио тим проф. Фана, револуционарни су проналазак у области вештачке детекције мириса. Ови мали чипови су дизајнирани да опонашају начин на који људи и животиње откривају мирисе, чинећи их прецизнијим и ефикаснијим од претходних система вештачког мириса.

Сваки БОЦ садржи до 10,000 сићушних гасних сензора, који су распоређени на начин који веома личи на биолошки систем мириса. Овај јединствени дизајн омогућава чипу да открије и разликује широк спектар мириса, чак и када су помешани у сложеним комбинацијама.

Једна од кључних карактеристика БОЦ-а је његова употреба специјалног састава материјала који варира у зависности од чипа. Овај градијент дизајн омогућава интеграцију много различитих типова сензора на једном чипу, што омогућава откривање широког спектра мириса, а да чип остане мали и компактан.

Гасни сензори који се користе у БОЦ-у су невероватно осетљиви и могу да открију чак и најмање трагове разних гасова и испарљивих органских једињења (ВОЦ). Ови сензори су изграђени на подлози са ситним порама, што обезбеђује велику површину за интеракцију гасова, повећавајући осетљивост и време одзива чипа.

Комбиновањем ове напредне сензорске технологије са алгоритмима вештачке интелигенције, БОЦ може да обрађује и тумачи податке са сензора за гас, омогућавајући му да идентификује и разликује различите мирисе са изузетном тачношћу.

Превазилажење изазова у вештачком мирису

Развој система вештачког мириса био је изазован задатак за истраживаче због неколико кључних препрека. Једна од примарних потешкоћа била је минијатуризација система уз одржавање његове ефикасности. Традиционални е-носови често захтевају гломазну опрему, што их чини непрактичним за многе примене. Биомиметички мирисни чипови које је развио тим проф. Фан-а решавају овај проблем интеграцијом великог броја гасних сензора на једном, компактном чипу.

Још један значајан изазов у ​​вештачком мирису је повећање способности система за препознавање, посебно када се ради са сложеним мешавинама мириса. У стварним сценаријима, мириси се често састоје од више гасова и испарљивих органских једињења, што отежава конвенционалним е-носовима да прецизно идентификују и квантификују сваку компоненту.

Коришћењем напредне нанотехнологије и вештачке интелигенције, биомиметички мирисни чипови могу ефикасније да обрађују и тумаче податке са сензора гаса од традиционалних е-носова. Употреба алгоритама за машинско учење омогућава БОЦ-у да учи из прошлих искустава и да временом побољша своје способности препознавања мириса. Ова прилагодљивост чини БОЦ моћним алатом за различите индустрије, јер се може прилагодити да детектује и идентификује специфичне мирисе релевантне за сваку примену.

Изузетне перформансе и апликације

У једној значајној демонстрацији, истраживачи су интегрисали мирисне чипове са сензорима вида на роботском псу, стварајући комбиновани олфакторни и визуелни систем. Ово јединствено подешавање омогућило је роботу да прецизно идентификује објекте у слепим кутијама, показујући потенцијал за интеграцију БОЦ-а са другим сензорским технологијама за стварање напреднијих и способнијих интелигентних система.

Примене за биомиметичке мирисне чипове су огромне и обухватају више индустрија. У прехрамбеној индустрији, БОЦ се може користити за контролу квалитета, откривање кварења и обезбеђивање безбедности хране. Мониторинг животне средине је још једна кључна област примене, где се чипови могу користити за откривање штетних гасова, загађивача и других загађивача у ваздуху.

Област медицине такође може имати користи од БОЦ технологије, јер се чипови могу користити за дијагностиковање болести откривањем специфичних испарљивих органских једињења (ВОЦ) у пацијентовом даху или телесним течностима. Ова неинвазивна дијагностичка метода потенцијално може довести до ранијег откривања и лечења различитих болести.

У индустријским окружењима, биомиметички мирисни чипови се могу користити за праћење и контролу процеса, обезбеђујући безбедност и квалитет производа. Чипови могу да открију цурење гаса, надгледају емисије и идентификују потенцијалне опасности у реалном времену, омогућавајући брзе одговоре и превентивне мере.

Изузетне перформансе и широка примена биомиметичких мирисних чипова показују њихов потенцијал да револуционишу различите индустрије. Како технологија наставља да напредује, очекује се да ће БОЦ наћи још више употребе у различитим секторима, побољшавајући безбедност, ефикасност и контролу квалитета у бројним процесима.