Keragaman Sensor membantu penciptaan E-nose yang lebih baik

Keragaman adalah hal yang baik dalam upaya tak pernah berakhir untuk menghasilkan hidung elektronik yang dapat bersaing dengan hidung manusia dan anjing ( dan madu lebah antena ) untuk mencium segala macam hal yang penting : menemukan selundupan seperti bahan peledak dan narkotika , mengawasi pematangan anggur vintage, mengukur kadar glukosa darah tanpa pin- tusukan ... bahkan mendeteksi tanda tangan biokimia -tanda tumor ganas .

Sebuah tim dari Politeknik Universitas Valencia di Spanyol dan University of Gävle di Swedia telah memasang sebuah array dari 32 sensor yang tersedia secara komersial yang dapat mengendus sedikit buah hancur dan memberitahu jika sumber adalah sebuah apel atau pir .

 Valencia José Pelegri Sebastia dan kolaborator menggunakan tujuh model yang berbeda dari off-the -shelf metal-oksida sensor gas semikonduktor . Sensor dipasarkan untuk mendeteksi berbagai gas , termasuk propana , gas alam , karbon monoksida , alkohol , toluena , dan berbagai orang lain , dengan mengukur perubahan konduktansi melintasi celah sempit di antara dua elektroda sebagai jejak gas menyerap ke permukaan elektroda . Gas yang berbeda menghasilkan kurva yang berbeda dari tegangan dari waktu ke waktu , dan setiap jenis sensor memiliki karakteristik respon yang berbeda . Ada , apalagi, beberapa variasi sensor - to- sensor di respon. Dan sensor tertentu yang dipilih (dari Figaro Engineering) meliputi pemanas intern : perubahan suhu operasi sensor lebih jauh memodifikasi kurva respon .

Kelompok riset dieksploitasi karakteristik ini untuk mencampur model sensor dan suhu operasi untuk menghasilkan eNose , sebuah array dari 32 sensor , masing-masing dengan kurva respon yang berbeda sendiri . Sedikit udara aromatik melayang ke eNose akan mengirimkan 32 saluran data tegangan dinamis menjadi perekam data dan masuk ke berbagai algoritma pengenalan pola .

Sebagai ujian , para peneliti menempatkan potongan-potongan apel atau pir ke dalam ruang sampel , biarkan senyawa volatil buah ini menyebar ke udara selama beberapa saat , dan kemudian disuntikkan " mengendus " ke eNose .

Tim ditandai masing-masing dari 32 dihasilkan sinyal oleh tiga parameter dinamis : kemiringan transien ( laju peningkatan pesat awal ketika gas pertama kali terdeteksi ) , saturasi kemiringan ( tingkat lebih lambat dari kenaikan tegangan sebagai senor mencapai respon yang terbesar ) , dan kemiringan maksimum ( diukur ketika sensor tertutup dari sampel ) .

Para peneliti dikenakan masing-masing parameter tersebut untuk analisis komponen utama , sehingga setiap elektronik mengendus pola yang dihasilkan dari 96 poin dalam tiga dimensi ruang untuk masing-masing dari 20 sampel berjalan . Mereka kemudian memberi makan hasil ke 10 yang berbeda pengenalan pola program * dan meminta masing-masing , pada dasarnya, " Apakah apel , atau itu buah pir ? " Semua kecuali satu dari mereka benar bisa mengidentifikasi apel atau pir sembilan kali dari 10 , atau lebih baik . Dan satu pola - reader - IB1 , yang terdekat - tetangga algoritma mendapatkannya tepat di hidung 100 % dari waktu . Ini , para peneliti mengatakan , lebih baik daripada kebanyakan orang bisa melakukannya . ( Hidung Dogs ' , tentu saja, beberapa lipat lebih sensitif daripada kami , sehingga eNose memiliki sesuatu untuk menembak. )

* Kelompok eNose menggunakan University of Waikato ( Selandia Baru ) terbuka sourceWeka perpustakaan data-mining . Analisis termasuk Bayesian Network standar naif , fungsi basis radial , model regresi logistik linier , optimasi minimal sekuensial , algoritma terdekat - tetangga , algoritma entropis jarak , algoritma voting , model pohon , algoritma terdekat - tetangga yang belajar aturan , dan model pohon keputusan parsial .