Вчені з Каліфорнійського університету в Берклі розробили пристрій, який визначає гази, що виділяються під час псування продуктів, а також розпізнає поширені харчові алергени. Про це пише News.berkeley.

Дивіться також Третя хвиля інфляції: чому бум ШІ-дата-центрів б'є по гаманцях споживачів

Як працює новий "електронний ніс"?

За словами авторів роботиі, новий сенсор працює точніше й об'єктивніше за людський нюх, який далеко не завжди здатний визначити, чи безпечна їжа для споживання.

"Я думаю, що "розумні" холодильники, оснащені датчиками, якими можна керувати зі смартфона, стали б чудовим застосуванням цієї технології. Було б чудово, якби холодильник міг сказати: "Гей, твоя броколі скоро зіпсується, краще з'їж її". Або: "Курка вже на останньому дні зберігання", – сказала головна авторка дослідження Карла Бассіл, аспірантка факультету електротехніки та комп'ютерних наук Каліфорнійського університету в Берклі.

Основою пристрою став масив із 16 мініатюрних газових сенсорів. Кожен із них реагує на різні комбінації газоподібних сполук.

Це можна уявити як набір цифрових смакових рецепторів, де кожен сенсор на цьому чипі по-своєму реагує на різні молекули газів, – пояснила Бассіл.

Кожен із датчиків має власне чутливе покриття. Під час контакту з газами на його поверхні відбуваються хімічні реакції, які перетворюються на електричні сигнали. Потім модель машинного навчання аналізує отримані дані та визначає, якому продукту або речовині відповідає характерний набір сигналів.

Пристрій уже розпізнає продукти та алергени

Для навчання алгоритму дослідники використали сім видів продуктів: полуницю, чорницю, банан, волоський горіх, фундук, кеш'ю та арахіс.

Також модель навчилася визначати стан сирої курятини, молока та яєць – у свіжому вигляді, а також після перебування за кімнатної температури протягом 24 і 48 годин.

Під час випробувань система змогла виявити лише 0,05 грама волоського горіха – приблизно одну соту від середнього очищеного горіха. Втім, авторка зазначає, що пристрій поки що не тестували у складніших умовах, коли поруч присутні інші запахи. Наприклад, ще невідомо, наскільки точно він зможе знайти алерген у салаті чи випічці або визначити зіпсований продукт серед інших продуктів у холодильнику.

Чому ця технологія відрізняється від попередніх?

Концепція "електронного носа" існує ще з 1980-х років, однак створити компактний і ефективний пристрій було непросто.

Карла Бассіл використала як провідний матеріал вуглецеві нанотрубки замість традиційних оксидів металів. Вони формують надзвичайно тонкі шари товщиною лише кілька нанометрів і мають велику площу поверхні, що забезпечує високу чутливість навіть за кімнатної температури. Завдяки цьому дослідники змогли використовувати ширший набір матеріалів для сенсорів і значно спростити процес їхнього виготовлення.

Уже існує портативна версія

Хоча до дослідження вона не увійшла, команда вже створила портативний варіант "електронного носа", який працює разом із застосунком для iPhone. Надалі дослідники планують перевірити його роботу в реальних умовах, зокрема в холодильниках і середовищах із великою кількістю різних запахів, а також підвищити точність і надійність розпізнавання.

Старшим автором дослідження став професор Алі Джавей, який очолює кафедру технологій виробництва напівпровідників у Каліфорнійському університеті в Берклі.