В Тель-Авивском университете создан робот, умеющий «нюхать»

Датчик посылает электрические сигналы в ответ на присутствие поблизости запаха, который робот может обнаружить и интерпретировать.

В новом исследовании исследователи успешно подключили биологический датчик к электронной системе и, используя алгоритм машинного обучения, смогли идентифицировать запахи с уровнем чувствительности в 10 000 раз выше, чем в применяемых сегодня электронных приборах. Исследователи считают, что эта технология может быть использована в будущем для идентификации взрывчатых веществ, наркотиков, болезней и многих других запахов.

Проектом руководили докторант Нета Швиль из Школы неврологии Тель-Авивского университета, доктор Бен Маоз с инженерного факультета и Школы неврологии, а также профессора Йоси Йовель и Амир Аяли из Школы зоологии и нейробиологии. Результаты исследования были опубликованы в профильном научном журнале «Биосенсор и биоэлектроника».
 
Доктор Маоз и профессор Аяли объясняют: «Технологии, созданные человеком, все еще не могут конкурировать с миллионами лет эволюции. Одна область, в которой мы особенно отстаем от животного мира, — это восприятие запахов. Поэтому в аэропорту мы проходим через магнитометр, который стоит миллионы долларов и может определить, есть ли у нас какие-либо металлические устройства, но когда ищут, скажем, наркотики, то приводят собаку. Даже миниатюрные насекомые превосходно воспринимают и обрабатывают сенсорные сигналы - комар может обнаружить разницу в 0,01 процента в уровне углекислого газа в воздухе. Сегодня мы далеки от производства датчиков, которые могли бы догнать по чувствительности хотя бы насекомых».

Наши органы чувств, такие как глаза, уши и нос, а также органы всех других животных, используют рецепторы, которые идентифицируют и различают различные сигналы. Затем орган чувств переводит эти данные в электрические сигналы, которые мозг расшифровывает как информацию. Задача биосенсоров заключается в подключении сенсорного органа, такого, как нос, к электронной системе, которая знает, как расшифровать электрические сигналы, полученные от рецепторов.

Профессор Йовель: «Мы подключили биологический датчик и позволили ему улавливать разные запахи, одновременно измеряя электрическую активность, вызванную каждым запахом. Система позволяла обнаруживать каждый запах на уровне первичного органа чувств насекомого. Затем, на втором этапе, мы использовали машинное обучение для создания «библиотеки» запахов. В ходе исследования мы смогли охарактеризовать 8 запахов, таких как герань, лимон и марципан, таким образом, чтобы мы знали, когда датчик улавливал эти конкретные запахи. Кстати, после того, как эксперимент был завершен, мы продолжали идентифицировать дополнительные различные и необычные запахи, такие, как различные типы шотландского виски. Сравнение со стандартными измерительными приборами показало, что чувствительность "носа" в нашей системе примерно в 10 000 раз выше, чем у приборов, которые используются сегодня».

Доктор Маоз: "Природа намного более развита, чем мы, поэтому мы должны использовать ее возможности. Продемонстрированный нами принцип можно использовать и применять к другим чувствам, таким, как зрение и осязание. Например, некоторые животные обладают удивительными способностями обнаруживать взрывчатые вещества или наркотики; создание робота с биологическим носом могло бы помочь нам сохранить человеческие жизни и находить преступников таким способом, который сегодня невозможен. Некоторые животные умеют определять болезни. Другие могут ощущать землетрясения - применению этих возможностей на самом деле нет предела."

Источник: MFA
Фото: Tel Aviv University