Zamislite da možete da zamolite mašinu da „namiriše“ nešto umesto vas samo jednim klikom na dugme. Za to služe elektronski nosovi, ili e-nosovi. To su sistemi koji kombinuju hemijske senzore gasa, obradu signala i algoritme mašinskog učenja kako bi oponašali čulo mirisa. E-nosovi se mogu koristiti u mnoge svrhe, kao što su provera kvaliteta hrane, praćenje zagađenja vazduha, dijagnostika bolesti i otkrivanje eksploziva.
Kako oni rade? Koji su izazovi i mogućnosti u ovoj oblasti? Tim koji predvodi Jingdong Čen sa Severozapadnog politehničkog univerziteta u Ksijanu, Kina, i Veivei Vu sa Univerziteta Ksijan u Ksijanu, Kina, nedavno je istražio ova pitanja u sveobuhvatnom pregledu metoda i algoritama razvijenih za e-nosove. Pregled razmatra ograničenja trenutnih gasnih senzora i daje pogled na dizajn algoritma.
Pregled je objavljen u Intelligent Computing.
E-nosovi veštački oponašaju biološki osećaj mirisa. Gasni senzori e-nosa odgovaraju neuronima bioloških receptora mirisa. Kada nešto njušite, sićušni molekuli lebde kroz vazduh i ulaze u vaš nos. Slično, senzor gasa može uhvatiti molekule u vazduhu kroz sistem za usisavanje vazduha. Senzor reaguje na ove molekule i menja se na način koji se može meriti elektronskim signalima. Ovi signali se zatim konvertuju iz analognog formata u digitalni format tako da računari mogu da koriste algoritme za analizu i tumačenje podataka.
Pregled sumira postojeće metode i algoritme u oblasti e-nosa, grupišući ih prema klasifikacionom okviru koji naglašava izazove koje predstavljaju sledeća ograničenja gasnih senzora:
Uprkos značajnom napretku postignutom u poslednjih nekoliko decenija, široko uvođenje e-nosa u praktične primene još uvek ima dug put.
Autori pregleda smatraju da bi osiguranje robusnosti sistema e-nosa trebalo da bude glavni prioritet za buduća istraživanja i razvoj. Iako su identifikacija mirisa i kvantifikacija intenziteta široko istraženi, postoji nekoliko ključnih zadataka koji zahtevaju veću pažnju.
Ovo uključuje suzbijanje i prepoznavanje smetnji, optimizaciju nizova senzora, detekciju pomeranja i otkaza senzora, smanjenje i korišćenje šuma i određivanje granice detekcije, između ostalog. Pored toga, kažu da je važno ući u osnovni matematički model senzorskih mehanizama, koji je temelj za rešavanje mnogih pitanja vezanih za e-nos.
