ساخت بینی الکترونیکی برای تحلیل و بررسی دقیق انواع رایحه
به گزارش نکسترو، محققان در کره جنوبی، بینی الکترونیکی ساخته اند که می تواند با دقت بیشتر از ۹۵ درصد، بوهای مختلف را مشابه با سیستم بویایی انسان شناسایی کرده و با استفاده از هوش مصنوعی آنها را تحلیل و بررسی کند.
به گزارش گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان موسسه علم و فناوری داگو گیئونگبوک (DGIST) در کره جنوبی، موفق به توسعه یک مجموعه سنسور گرافن لیزری (LIG) با خصوصیت های خاص شده اند که بعنوان یک «بویاب الکترونیکی هوشمند نسل جدید» عمل می کند.
این سیستم می تواند بوها را مشابه با سیستم بویایی انسان شناسایی کرده و آنها را با استفاده از هوش مصنوعی تحلیل و بررسی کند. فناوری مذکور مولکول های بو را به سیگنال های الکتریکی تبدیل نموده و مدلهای هوش مصنوعی را بر مبنای الگوهای منحصر به فرد این سیگنال ها آموزش می دهد. این نوآوری می تواند کاربردهای زیادی در حوزه های مراقبت های بهداشتی شخصی، صنعت لوازم آرایشی و نظارت بر محیط زیست داشته باشد.
اگرچه بویاب های الکترونیکی (e-nose) قبلاً در زمینه هایی مانند ایمنی غذا و تشخیص گاز در محیط های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته اند، اما آنها در شناسایی تفاوت های ظریف بین بوهای مشابه یا تحلیل و بررسی ترکیب های پیچیده بویایی با مشکل مواجهند. برای نمونه، تشخیص تفاوت بین عطرهای مشابه یا شناسایی بوی ضعیف میوه هایی که در آستانه فساد هستند، هنوز چالشی برای سیستم های موجود است. این نقص باعث تقاضا برای فناوری های نسل جدید بویاب های الکترونیکی با دقت، حساسیت و تطبیق پذیری بیشتر شده است.
این تیم تحقیقاتی از مکانیزم بیولوژیکی شناخته شده به نام کدنویسی ترکیبی الهام گرفته است که در آن یک مولکول بویایی واحد چندین گیرنده بویایی را فعال می کند تا الگوی منحصر به فردی از سیگنال های عصبی ایجاد نماید. با تقلید از این اصل، این تیم حسگرهایی را طراحی نموده است که به مولکول های بو پاسخ می دهند و ترکیب های خاصی از سیگنال های الکتریکی تولید می کنند.
سیستم هوش مصنوعی، این سیگنال های پیچیده را یاد می گیرد تا بتواند بوی های مختلف را با دقت شناسایی و طبقه بندی کند و در نهایت یک پلت فرم بویایی مصنوعی با عملکرد بالا ایجاد نماید که از فناوری های موجود فراتر می رود.
این بویاب الکترونیکی نوآورانه از لیزر برای پردازش گرافن بهره برده و یک نانوکاتالیزور اکسید سریم را برای ایجاد مجموعه سنسور حساس به بو اضافه می کند. این شیوه ساخت لیزری تک مرحله ای، احتیاج به تجهیزات تولید پیچیده را از بین می برد و تولید مجموعه های سنسور یکپارچه با کارآمدی بالا را امکانپذیر می سازد.
در آزمایش های عملکرد، این دستگاه توانست نه رایحه رایج در عطر و لوازم آرایشی را با دقت بیشتر از ۹۵ درصد شناسایی کند. همینطور قادر بود غلظت هر بو را تخمین بزند، که این خصوصیت آنرا برای تحلیل دقیق بویایی مناسب می سازد.
این دستگاه فوق العاده نازک، منعطف و با دوام بالا است و آنرا برای دستگاههای پوشیدنی یا برچسب های روشن که به پوست یا لباس متصل می شوند، ایده آل می سازد. این دستگاه می تواند بیشتر از ۳۰ هزار بار بدون اُفت عملکرد در شعاع ۲.۵ میلی متری خم شود.
پروفسور هیوک جون کوان (Hyuk-jun Kwon)، استاد بخش مهندسی برق و علوم کامپیوتر در DGIST، در این خصوص اظهار داشت: نوآوری اصلی تحقیقات ما توانایی ادغام چندین سنسور حساس به بو با خصوصیت های مختلف، مشابه با بینی انسان، در یک واحد از راه فرایند ساخت لیزری انتخابی تک مرحله ای است. ما درحال گسترش تلاشهای توسعه و تجاری سازی جهت استفاده از این تکنولوژی در مراقبت های بهداشتی شخصی، تشخیص آلودگی محیطی و صنعت عطرسازی هستیم.
این فناوری، افق های جدیدی را در زمینه شناسایی بوها با استفاده از هوش مصنوعی و گرافن برای کاربردهای مختلف همچون بهداشت، محیط زیست و عطرسازی باز می کند.
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب