Znajdź zawartość

Na Politechnice Wrocławskiej (PWr) powstaje e-nos, który pomoże w wykrywaniu źródeł uciążliwych zapachów i monitorowaniu ich poziomu w otoczeniu. Pracuje nad nim dr Justyna Jońca. Realizacja projektu SENSODOR ma potrwać 3 lata. Mierzenie zapachu Bardzo trudno jest zmierzyć zapach. Typowe techniki analityczne pozwalają określić chemiczny skład mieszaniny odpowiedzialnej za pojawienie się zapachu, ale nie odpowiedzą nam na pytanie, czy jest on przyjemny, jakie ma stężenie czy intensywność. Jak dotąd najlepszym instrumentem do oceny uciążliwości zapachowej jest nasz nos. Techniki pozwalające oszacować uciążliwość zapachową nazywane są olfaktometrią - opowiada dr Jońca. Panel ludzkich nosów (wykorzystujący odpowiednie procedury zespół co najmniej 4 osób po przeszkoleniu) może precyzyjnie określić stężenie zapachowe, a także intensywność i jakość hedoniczną mieszanin zapachowych. Elektroniczny nos ma być uzupełnieniem przy tego typu badaniach. Zebranie zespołu i przeprowadzenie oceny jest kosztowne i czasochłonne, a w tym czasie źródło uciążliwości zapachowej może zostać zniwelowane na skutek zmiany charakteru emisji i warunków jej towarzyszących. Rozwiązaniem mogą być właśnie nosy elektroniczne, tworzące sieć monitorującą wokół interesującego nas obiektu, np. zakładu gospodarki odpadami komunalnymi. Pozwoli to na prowadzenie ciągłego monitoringu danego obiektu - tłumaczy specjalistka. W komunikacie prasowym PWr podkreślono, że choć substancje zapachowe nie są przeważnie szkodliwe dla zdrowia, to przy dłuższej ekspozycji mogą wywoływać np. problemy z koncentracją oraz podrażnienia gardła i oczu. Budowa e-nosa Elektroniczny nos jest zbudowany z matrycy czujników. Bardzo istotną jego częścią jest warstwa czuła, wyprodukowana z polimerów czy tlenków metali półprzewodnikowych. W każdym urządzeniu takich czujników będziemy mieli kilka lub kilkanaście, ale nie będą one selektywne. Oznacza to, że nie będą wykrywały konkretnego związku, ale każdy z wybranych czujników będzie inaczej reagował z analizowaną mieszaniną - zapowiada dr Jońca. Urządzenie ma się znajdować w ochronnej skrzynce z systemem przepływu powietrza. Z sygnałów z matrycy będzie powstawał "odcisk zapachu". Co ważne, oprócz tego próbki będzie analizować panel ludzkich nosów. Wyniki z obu źródeł będą wprowadzane do komputera, który, jak wyjaśniono w komunikacie uczelni, dzięki zastosowaniu algorytmów uczenia maszynowego będzie się stopniowo uczył. I to do tego stopnia, że finalnie sam będzie w stanie określić stężenie oraz intensywność zapachu nieznanej mu próbki. Mam nadzieję, że dzięki zastosowaniu nanotechnologii uda mi się uzyskać lepsze parametry niż w dotychczas stosowanych czujnikach. Dzięki zaprojektowaniu warstwy czułej w nanoskali uzyskać można m.in. wyższą czułość urządzenia - dodaje dr Jońca. Zainstalowanie e-nosa na dronie ułatwiłoby poszukiwanie źródeł uciążliwości zapachowych. Trzyletni projekt Na samej PWr w projekt zaangażowali się naukowcy z 2 Wydziałów: Inżynierii Środowiska i Mechanicznego. Część badań zrealizuje Laboratorium Chemii Koordynacyjnej Narodowego Centrum Badań Naukowych w Tuluzie. Za kwestie związane z uczeniem maszynowym ma odpowiadać dr Adalbert Arsen. Wg planu, testy e-nosa odbędą się we współpracy z którymś zakładem gospodarowania odpadami w województwie dolnośląskim. « powrót do artykułu

Naukowcy z MIT stworzyli włókno zawierające układy pamięci, czujniki temperatury i korzystające z oprogramowania trenowanego na sieciach neuronowych, które będzie mogło śledzić naszą aktywność fizyczną. Po wszyciu w ubranie włókno takie będzie odbierało, przechowywało i analizowało dane dotyczące tego, co robimy. Profesor Yoel Fink, główny badacz w Research Laboratory of Electronic i jeden z twórców włókna mówi, że dzięki niemu można będzie śledzić nieznane dotychczas wzorce działania organizmu, co może przydać się zarówno sportowcom monitorującym swoje postępy, badaczom chcącym śledzić wpływ interwencji medycznych na organizm, jak i lekarzom pragnącym wcześnie wykrywać oznaki chorób. Z czasem możliwości takiego włókna mogą się zwiększać. Być może kiedyś pozwoli ono np. na uchwycenie ważnych momentów w życiu, rejestrując np. piosenkę graną podczas ślubu. Dotychczas włókna elektroniczne były włóknami analogowymi, przetwarzającymi ciągły sygnał elektryczny. Tutaj zaś mamy włókno cyfrowe. To pierwsze włókno przechowujące i przetwarzające dane cyfrowe. Pozwala na poszerzenie właściwości tekstyliów i ich programowanie, mówi Fink. Nowe włókno powstało z setek krzemowych mikroukładów, które umieszczono w formie i wykorzystano stworzenie polimerowego włókna. Dzięki precyzyjnej kontroli przepływu polimeru, naukowcy byli w stanie stworzyć włókno długości dziesiątków metrów, które zapewnia nieprzerwane połączenie elektroniczne pomiędzy umieszczonymi nań mikroukladami. Włókno jest cienkie, elastyczne, przechodzi przez ucho igły, może być wszywane w tradycyjne materiały i wytrzymuje co najmniej 10 cykli prania. Jeśli zostanie umieszczone w koszuli, nie będziesz czuł jego obecności. Nie będziesz nawet wiedział, że tam jest, mówi doktorant Garbiel Loke, członek zespołu badawczego. Nowe włókno ma bardzo szerokie możliwości. Pozwala na przykład kontrolować poszczególne elementy. Możemy opisać włókno jako korytarz, a mikroukłady jak pokoje, z których każdy ma unikatowy identyfikator, mówi Loke. Naukowcy opracowali metodę adresowania, która pozwala na włączanie wybranych układów, bez jednoczesnego włączania innych. Włókno dysponuje też sporą ilością pamięci. Naukowcy byli w stanie zapisać, przechować i odtworzyć kilkuset kilobajtowe pliki filmowe czy muzyczne. Można je było przechowywać w włóknie przez w miesiące bez potrzeby zasilania samego włókna. Naukowcy przeprowadzili też eksperyment, w ramach którego stworzyli ze swojego włókna układ pamięci składający się z sieci 1650 połączeń. Wszyli to następnie w rękaw t-shirta, co pozwoliło na zarejestrowanie 270 minut danych nt. temperatury ciała osoby noszącej koszulkę i przeanalizowanie, jak temperatura ta miała się do różnej aktywności osoby. Następnie na podstawie takich danych wytrenowali swoje włókno na sieci neuronowej, dzięki czemu z 96-procentową dokładnością było ono w stanie określić aktywność fizyczną, jakiej w danym momencie oddawała się badana osoba. W przyszłości takie włókna mogą na bieżąco monitorować osoby starsze lub chore, alarmując w razie wykrycia niepokojących zmian, jak zaburzenia oddychania czy nieprawidłowy rytm serca. Obecnie włókno kontrolowane jest przez niewielkie zewnętrzne urządzenie, więc jego twórcy chcą teraz skupić się nad stworzeniem mikrokontrolera, który będzie można wszyć w samo włókno. « powrót do artykułu