Novi ultra-mali elektronski nos (e-nos) koji radi na ultranisku snagu otvara mogućnosti za primenu u različitim oblastima, kao što su praćenje kvaliteta vazduha, zdravstvena dijagnostika, bezbednost hrane i zaštita životne sredine.
Profesor Heungjoo Shin na Odseku za mašinstvo i profesor Jae Joon Kim na Odseku za elektrotehniku na UNIST-u su uspešno implementirali e-nos koji je sposoban da precizno meri i vrstu i koncentraciju gasova integracijom nanotehnologije i dubokog učenja.
Novorazvijeni e-nos koristi poluprovodnički gasni senzor nano veličine grejača. Za razliku od konvencionalnih senzora koji troše značajnu energiju zbog visokih radnih temperatura, ovaj senzor radi sa manje od 200 mikrovati, što ga čini idealnim za mobilne i IoT uređaje. Štaviše, može se pohvaliti visokom produktivnošću jer koristi procese proizvodnje poluprovodnika.
Velika potrošnja energije povezana sa postojećim elektronskim nosovima je ublažena kroz minijaturizaciju senzora, dopunjenu uvođenjem duti cicling tehnologije. Ova tehnologija smanjuje potrošnju energije za dodatnih 90% periodičnim napajanjem i prekidom napajanja grejača.
Nanogrejač može da dostigne temperaturu od 250°C i da se ohladi na sobnu temperaturu u roku od stohiljaditi deo sekunde, omogućavajući efikasno merenje gasa čak i u kratkim radnim ciklusima.
Istraživački tim je poboljšao postojeći dizajn e-nosa, koji je tradicionalno zahtevao više senzora, da bi radio sa jednim senzorom.
Desorpcija gasa sa površine poluprovodnika odvija se sporije od radne brzine nanogrejača. Shodno tome, tokom radnog ciklusa, gasne reakcije se nastavljaju čak i tokom kratkih perioda hlađenja grejača. Ovo omogućava prikupljanje različitih signala tokom rada i prekida rada grejača.
Analizom ovih dvostrukih signala u realnom vremenu koristeći konvolucionu neuronsku mrežu (CNN), sistem može tačno da identifikuje različite vrste i koncentracije gasa.
Profesor Šin je izjavio: „Ograničenja postojećih elektronskih nosova mogu se rešiti jednim senzorom“, dodajući: „Ova tehnologija se može lako primeniti na mobilne i IoT uređaje koji zahtevaju minijaturizaciju“.
Profesor Kim je elaborirao: „Mogućnost stvaranja uređaja za merenje mikro-gasa koji radi na maloj snazi otvara puteve za različite primene, uključujući bežične sisteme za praćenje u realnom vremenu.
Nalazi u vezi sa nanometarskim senzorom za gas objavljeni su u septembru 2022. godine, a trenutna tehnologija e-nosa objavljena je u junu 2024. u ACS senzori.
