「中国电子报」你需要了解的都在这里了,关于“电子舌头”和“电子鼻子”( 二 )


“电子舌头”和“电子鼻子”
不需要高端实验室 , 不需要复杂设备 , 低成本、快速轻松完成 , 就像是我们自己的舌头一样 。 这是苏黎世IBM研究院研究员PatrickRuch以及其团队的想法 , 在2014年IBM的“未来5年5大技术”(IBM研究院每年会提出5项影响未来5年的五大技术 , 简称“fiveinfive”)项目里 , 有这样的描述:“未来传感器将无处不在 , 传感器可能会出现在手机中、出现在车里 。 ”所以Hypertaste的研究 , 应该是从2014年或者更早开始的 。
据了解 , “电子舌头”使用电化学传感器 , 每个电极通过电压信号对分子组合的存在作出响应 , 电压信号易于测量 。 “其中的关键是电化学传感器中覆盖了每个电极的聚合物涂层 。 这些涂层被设计用来捕捉一系列化学信息 , 并允许高度微型化 。 ”PatrickRuch和其团队在苏黎世的实验室合成了这些涂层 。
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IBM“电子舌头”Hypertaste
而事实上 , 电化学传感器并非今天才有 , 在上世纪50年代就开始出现 , 但目前很多手持式电化学传感器都只能检测一种液体成分 , 而“电子舌头”则不相同 。 它真的就像人类的舌头一样 , 通过组合检测 , 识别出多种不同类型的液体 , 并且无需专门针对这种液体对设备进行重新的调整 。
谢东认为 , “电子舌头”的创新工作主要有两部分:一是快捷的液体分子组成检测设备和方法;二是用人工智能的方法预测具有这种分子组成的液体最可能的气味和味道 。 “电子舌头”从测试上传到获得答案不超过一分钟 , 它的实现路径是 , 除了带有特殊涂层的电化学传感器 , 还利用了AI与云 。
而这次康奈尔大学与英特尔公司合作的项目 , 是利用英特尔神经拟态芯片Loihi来识别爆炸物和毒品 , 它的灵感来人脑对于气味识别过程的启发 。 “人是通过鼻腔让空气吸进来 , 如果想甄别味道更快 , 可能要快速呼吸几下 , 让它的浓度、流动的速度都加快起来 , 可以接触到更多气味 。 是让空气流动和鼻子里的传感细胞接触 。 ”宋继强说 。
英特尔与康奈尔的“电子鼻”是构造出一个类似于人的鼻腔通道 , 里面放了化学传感器、有机物传感器 , 通过感知气体流过时的分子接触传感细胞的时间、空间的序列 , 形成一个时间上的脉冲序列 , 它有空间上的分布 。 再对这些数据进行模型匹配 , 通过这一测试能把它的模式很好地记录下来 , 记录下来之后再碰到这样一个气味就能够产生最高响应 。 宋继强进一步解释 。
在英特尔与康奈尔的“电子鼻”项目中 , 核心关键是传感器+算法+神经拟态芯片 , 而神经拟态芯片的运用使得 , 解决了如何可以在低成本、数据量很少、功耗很低的背景下来解决闻味的问题 。 因为在一个Loihi芯片上构造这样的系统 , 它的功耗非常低 , 功耗只是毫瓦级别 , 无论是是训练还是识别都不需要花太多电 , 所以可以把它做成类似于“电子鼻”的小设备 。 而且它可以扩展去识别很多种类的气体 。
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英特尔“电子鼻”
【「中国电子报」你需要了解的都在这里了,关于“电子舌头”和“电子鼻子”】无论是IBM还是英特尔与康奈尔 , 其电子舌头和电子鼻解决方案 , 都有一个共同的特征:高效率、识别多样性、低成本、具备易用性 。 这是我们检验一个创新区别于此前创新的核心关键 。
全球的科学家以及科技公司在嗅觉和味觉AI的探索上各显神通 , 事实上在闻味AI和嗅觉AI的上的探索并不仅仅是英特尔、IBM等公司 。 去年5月 , 有媒体报道了微软公司与酿酒厂及科技公司三方合作 , 推出了全球上第一款由AI制造出来的威士忌 。 这款威士忌依靠大数据调制 , 被形容为带点果味、橡木味及少许咸味的佳酿 。 根据微软的说法 , 由微软Azure云端及Azure认知服务提供Mackmyra酒厂的机器学习模型 , 并采用了现有的配方、销售数据以及客户喜好 , 让AI透过这大数据从超过7000万个方式及口味中挑选出来制作 。