بینی الکترونیکی

بینی الکترونیکی با محور ادراکی از بوی خوشایند، یعنی محور شامل بوی بسیار دلپذیر (به عنوان مثال، گل رز) گرفته تا بسیار ناخوشایند تنظیم شده‌است. این امر به eNose اجازه می‌دهد تا بوهای جدیدی را که قبلاً هرگز با آن روبرو نشده بود، بو کند.[۱]

بینی الکترونیکی وسیله ای مانند بینی که برای تشخیص بو و طعم‌ها به وجود آمده‌است.

طی دهه‌های گذشته، فناوری‌های "سنجش الکترونیکی" یا "e-sensing" از نظر فنی و تجاری تحولات مهمی را پشت سر گذاشته‌اند. عبارت "سنجش الکترونیکی" به قابلیت تولید مثل حواس انسان با استفاده از آرایه‌های حسگر و سیستم‌های بازشناخت الگو اشاره دارد. از سال ۱۹۸۲،[۲] تحقیقات انجام شده به منظور پیشرفت فناوری، معمولاً به عنوان بینی الکترونیکی، که می‌تواند بو و طعم دهنده‌ها را تشخیص دهد. مراحل فرایند تشخیص شبیه به بویایی انسان است و برای شناسایی، مقایسه، کمیت و سایر کاربردها از جمله ذخیره داده و بازیابی انجام می‌شود. با این حال، ارزیابی هیدونیک ویژگی خاصی در بینی انسان است که مربوط به عقاید ذهنی است. این دستگاه‌ها پیشرفت‌های زیادی را پشت سر گذاشته‌اند و اکنون برای رفع نیازهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تکنیک‌های دیگر برای تجزیه و تحلیل بو

[ویرایش]

در کلیه صنایع، ارزیابی بو معمولاً توسط آنالیز حسی انسان، توسط حسگر مولکولی یا توسط کروماتوگرافی گازی انجام می‌شود. روش دوم اطلاعات مربوط به ترکیبات آلی فرار را نشان می‌دهد اما ارتباط بین نتایج تحلیلی و ادراک بو به دلیل تعامل بالقوه بین چندین مؤلفه بو مستقیم نیست.

در آشکارساز بو Wasp Hound، عنصر مکانیکی یک دوربین فیلمبرداری است و عنصر بیولوژیکی پنج زنبور انگلی است که در پاسخ به حضور یک ماده شیمیایی خاص، شرطی شده‌اند.[۳]

تاریخ

[ویرایش]

الکساندر گراهام بل این عقیده که اندازه‌گیری بو دشوار بود، و در سال ۱۹۱۴ به شرح زیر گفت:

در دهه‌هایی که بل این مشاهدات را انجام داد، هیچ علمی از بوی ماده به‌وجود نیامد و تا دهه ۱۹۵۰ و فراتر از آن هیچ پیشرفت واقعی حاصل نشد.[۴]

انجام یک تحلیل

[ویرایش]

در مرحله اول، یک بینی الکترونیکی باید با نمونه‌های واجد شرایط آموزش ببیند تا بتواند بانک اطلاعاتی مرجع ایجاد کند.

سپس ابزار می‌تواند با مقایسه اثر انگشت یک ترکیب فرار با نمونه‌های موجود در پایگاه داده خود، نمونه‌های جدید را تشخیص دهد؛ بنابراین آنها می‌توانند تجزیه و تحلیل کیفی یا کمی را انجام دهند.

اما ممکن است این مشکل را ایجاد کند زیرا بوها از مولکولهای مختلفی ساخته شده‌اند که ممکن است توسط دستگاه تفسیر نادرست شود زیرا آنها را به عنوان ترکیبات مختلف ثبت می‌کند و بسته به عملکرد اصلی یک بینی منجر به نتایج نادرست یا نادرست می‌شود. نمونه مجموعه داده بینی الکترونیکی نیز موجود است.[۵][۶] این مجموعه داده می‌تواند به عنوان مرجع برای پردازش سیگنال بینی الکترونیکی، به ویژه برای مطالعات کیفیت گوشت مورد استفاده قرار گیرد. دو هدف اصلی این مجموعه، طبقه‌بندی گوشت گاو و پیش بینی جمعیت میکروبی توسط رگرسیون است.[۷]

کاربردها

[ویرایش]
  • در آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت در بخش‌های فرایند و تولید
  • در زمینه‌های بهداشت و امنیت
  • در زمینه پیشگیری و امنیت جرم
  • در نظارت بر محیط زیست

مثال

[ویرایش]
سایرانوز ۳۲۰ با برچسب زدن

سایرانوز ۳۲۰ یک «بینی الکترونیکی» دستی است که در سال ۲۰۰۰ توسط Cyrano Sciences پاسادنا، کالیفرنیا ساخته شد.[۸] Cyrano Sciences در سال ۱۹۹۷، ۹ سال پس از مفهوم «بینی الکترونیکی»، بر اساس استفاده از چند سنسور نیمه انتخاب شد و همراه با محاسبات الکترونیکی برای اولین بار توسط گاردنر و بارتلت پیشنهاد شد.[۹] سایرانوز ۳۲۰ مبتنی بر تحقیقات سنسور است که توسط پروفسور ناتان لوئیس از مؤسسه فناوری کالیفرنیا انجام شده‌است. برنامه‌های کاربردی مورد استفاده در مورد سایرانوز ۳۲۰ شامل تشخیص COPD ,[۱۰] و سایر شرایط پزشکی[۱۱][۱۲] و همچنین کاربردهای صنعتی که معمولاً مربوط به کنترل کیفیت یا تشخیص آلودگی است می‌باشد.[۱۳] سایرانوز ۳۲۰ همچنان در ایالات متحده توسط Sensigent LLC، شرکت جانشین Cyrano Sciences، در ایالات متحده ساخته می‌شود.

جستارهای وابسته

[ویرایش]

منابع

[ویرایش]
  1. ↑ Haddad et al. , doi:10.1371/journal.pcbi.1000740
  2. ↑ Persaud, Krishna; Dodd, George (1982). "Analysis of discrimination mechanisms in the mammalian olfactory system using a model nose". Nature. 299 (5881): 352–5. doi:10.1038/299352a0. PMID 7110356.
  3. ↑ "Wasp Hound". Science Central. Archived from the original on 16 July 2011. Retrieved 23 February 2011.
  4. ↑ «E-nose to 'sniff out' superbugs» (به انگلیسی).
  5. ↑ «عمل بینی گوشتی طبیعی چیست؟». بررسی اجمالی تکنیک‌های تجزیه و تحلیل بو. ۲۰۲۳-۰۵-۰۸. دریافت‌شده در ۲۰۲۳-۱۰-۲۰.
  6. ↑ Wijaya, D.R.; Sarno, Riyanarto; Zulaika, Enny (2018). "Electronic nose dataset for beef quality monitoring in uncontrolled ambient conditions". Data in Brief. 21: 2414–2420. doi:10.1016/j.dib.2018.11.091. PMC 6282642.
  7. ↑ «Electronic Nose». web.archive.org. 2004-10-11. بایگانی‌شده از اصلی در ۱۱ اكتبر ۲۰۰۴. دریافت‌شده در 2023-10-20. تاریخ وارد شده در |archive-date= را بررسی کنید (کمک)
  8. ↑ "Cyrano Sciences Unveils Portable Electronic Nose". foodingredientsonline.com. 2000. Archived from the original on 2015-04-14.
  9. ↑ Wilson, Alphus D.; Baietto, Manuela (2009). "Applications and Advances in Electronic-Nose Technologies". Sensors. 9: 5099–5148. doi:10.3390/s90705099. PMC 3274163.
  10. ↑ Fens, N; Zwinderman, AH; van der Schee, MP; de Nijs, SB; Dijkers, E; Roldaan, AC; Cheung, D; Bel, EH; Sterk, PJ (Dec 2009). "Exhaled breath profiling enables discrimination of chronic obstructive and asthma". Am J Respir Crit Care Med. 180 (11): 1076–82. doi:10.1164/rccm.200906-0939OC.
  11. ↑ "Sensigent". sensigent.com. Archived from the original on 2015-07-08.
  12. ↑ Bikov A, Lazar Z, Horvath I. Established methodological issues in electronic nose research: how far are we from using these instruments in clinical settings of breath analysis? JOURNAL OF BREATH RESEARCH 9:(3) Paper 034001. 18 p. (2015)
  13. ↑ "Cyrano "Nose" the Smell of Success". spinoff.nasa.gov. 2001. Archived from the original on 2013-10-26.

پیوند به بیرون

[ویرایش]