导语:能看能听就是智能手机?你见过能闻气味的手机吗
人类推动科技发展的重要目标之一,就是不断延展自身的“眼耳鼻舌身”五大感官能力。
如今视觉和听觉相关设备的开发应用遥遥领先,但相比之下嗅觉、味觉和触觉的开发,就有点像“龟兔赛跑”里的小乌龟了。
当今如火如荼的第四次工业革命期间,小乌龟会不会成功逆袭呢?
年10月15日,CEATEC在日本千叶开幕,这个亚洲规模最大的家用电器和物联网设备展览会上,嗅觉领域黑科技还真的来了!
五彩香氛|图:百家号手机的微型“电子鼻”
嗅觉在人类感官中很难量化。能否通过某种转换方式,使气味的衡量指标变得“可视化”,是研究需要攻克的关键课题。
CEATEC展会上,日本第一精工和凸版印刷公司联合展出了一款可以测量气味类型和强度的小型传感器“noseStick”。
它小巧玲珑,可以通过USBType-C接口连接手机进行操作,可用于气体泄漏检测、食品新鲜度管理、体味和酒精检查,年春季有望推出产品。
noseStick|图:ITMedianews这款传感器的特点是使用具有吸附气味粒子作用的“感应膜”。由于所能处理的气味类型因材质而异,noseStick在同一传感器芯片上集成了涂有不同类型膜的约10种传感元件,因此可以检测各种气味。
noseStick获取的粒子数据传输到手机中,通过凸版印刷公司开发的专用数据分析APP,对气味类型、强度及是否使人感到舒适进行分类。
气味分析软件|图:ITMedianews两家公司合作开发出的另一款气味传感器“nose
MEMS”,已经面向企业试售,这种专业版感应器的感应元件达20种,可以检测多达种气味,是便携版的2倍。nose
MEMS传感器尺寸为宽65毫米,高70毫米,深10毫米,重量42克,noseStick则更小更轻,易于携带和管理。气味测试|图:百家号很小很强大的“感应膜”
实现“气味可视化”的功臣就是“感应膜”。以往的思路是采用生物材料作为传感元件,但存在寿命和价格问题,现在MEMS半导体类型或QCM类型传感器的出现解决了这一问题。
MEMS,即微机电系统。MEMS压力传感器是一种薄膜元件,受到压力时变形。可以利用应变仪,通过压阻型感测来测量形变,也可以通过电容感测两个面之间距离的变化来测量。
QCM,即压电石英晶体传感器。能够检测吸附在石英晶体表面的分子层的质量、厚度和结构改变。
MEMS传感器|图:网络利用人工智能技术,根据传感器吸附不同气味粒子后的电阻值或频率值变化,可以对粒子类型和关联气味种类(如气体,食物,饮料,香水,体味等)的数据进行机器学习,来提高传感器的检测精度。
气味种类|图:百家号传感器与人类嗅觉同理
气味传感器的原理和人类嗅觉十分相似。我们嗅觉的秘密就在鼻腔粘膜内,那里有两片褐色的嗅觉组织,分别位于鼻孔上半部和顶端。它们包含大量的嗅觉神经细胞,树突末端呈纤毛状,上面布满受体和凹陷。
不同气味的分子进入鼻腔后,就会被粘膜捕捉到,纤毛上的受体感知到分子的种类,并将对应的化学信号转化为电信号传送给大脑。
嗅觉神经信号首先到达的额叶下的两个“嗅球”,尔后经味觉柄传输到大脑的嗅觉区,最后再分送到大脑的边缘系统。
边缘系统负责情绪和记忆,影响人的食欲、体温、消化、压力。所以,美味食物的香气会使我们产生大快朵颐的愿望,刺激唾液和消化液的分泌,甚至浮想起与这种气味有关的美妙回忆。
人|图:百家号气味传感器的应用场景十分广泛。例如,检测室内或车内环境以及检测工厂的气味情况。根据人的体味和呼出气体的变化,还可就激素平衡异常等进行健康检查。
如果你拥有能闻气味的手机,你会用来做什么?说说你的想法吧。
文:锐时空