Czujniki / algorytmy przetwarzania naśladujące zmysł węchu człowieka

Wiele badań poświęcono tworzeniu urządzeń elektrycznych, które emulują czujniki biologiczne, w tym:

• Wizualne: aparaty fotograficzne, czujniki natężenia światła / koloru
• Dźwiękowy: mikrofony, czujniki ultradźwiękowe
• Dotykowy: czujniki ciśnienia, czujniki temperatury
• Równowaga: żyroskopy, akcelerometry

Muszę jednak znaleźć kompleksowy algorytm czujnika / przetwarzania do wykrywania i interpretacji zapachów. Z pewnością istnieją czujniki „węchowe”, które są przeznaczone do określonego celu, takie jak detektory tlenku węgla i inne detektory niebezpiecznych gazów. Ale muszę jeszcze znaleźć algorytm czujnika / przetwarzania ogólnego przeznaczenia, który może łatwo wykrywać i interpretować zapachy w zakresie i rozdzielczości ludzkiego nosa.

Czy istnieją takie czujniki / algorytmy? Jeśli tak, to czym one są i jak działają? Jeśli nie, jakie są główne przeszkody w ich rozwoju?

Ocenę zapachu przeprowadza się zazwyczaj za pomocą analizy sensorycznej człowieka za pomocą chemosensorów :

Chemoreceptor, znany również jako chemosensor, jest receptorem czuciowym, który przekształca sygnał chemiczny w potencjał czynnościowy.

Ostatnio słyszałem także o czujniku firmy Honeywell, który potencjalnie może być stosowany w smartfonach . Te czujniki są również nazywane nosami elektronicznymi :

Bio-elektroniczne nosy wykorzystują receptory węchowe - białka sklonowane z organizmów biologicznych, np. Ludzi, które wiążą się z określonymi cząsteczkami zapachu. Jedna grupa opracowała bioelektroniczny nos, który naśladuje systemy sygnalizacyjne stosowane przez ludzki nos do postrzegania zapachów z bardzo wysoką czułością: stężenia femtomolarne.

Do najczęściej stosowanych czujników do nosa elektronicznego należą

• urządzenia metal-tlenek-półprzewodnik (MOSFET) - tranzystor służący do wzmacniania lub przełączania sygnałów elektronicznych. Działa to na zasadzie, że cząsteczki wchodzące w obszar czujnika będą ładowane dodatnio lub ujemnie, co powinno mieć bezpośredni wpływ na pole elektryczne wewnątrz MOSFET. Tak więc wprowadzenie każdej dodatkowej naładowanej cząstki wpłynie bezpośrednio na tranzystor w unikalny sposób, powodując zmianę sygnału MOSFET, który następnie można interpretować za pomocą komputerowych systemów rozpoznawania wzorców. Zasadniczo każda wykrywalna cząsteczka będzie miała swój unikalny sygnał do interpretacji przez system komputerowy.
• polimery przewodzące - polimery organiczne przewodzące prąd.
• kompozyty polimerowe - podobne w użyciu do polimerów przewodzących, ale opracowane z polimerów nieprzewodzących z dodatkiem materiału przewodzącego, takiego jak sadza.
• mikrowaga kwarcowa - sposób pomiaru masy na jednostkę powierzchni poprzez pomiar zmiany częstotliwości rezonatora kwarcowego. Można to zapisać w bazie danych i wykorzystać w przyszłości.
• Surface Acoustic Wave (SAW) - klasa układów mikroelektromechanicznych (MEMS), które polegają na modulacji powierzchniowych fal akustycznych w celu wykrycia zjawiska fizycznego.