消費(fèi)技術(shù)可以模仿人類的許多感官：攝像頭看，麥克風(fēng)聽(tīng)，觸摸屏來(lái)感受，但氣味呢？想象在虛擬世界里，我們不僅上傳最新食譜、美容產(chǎn)品和咖啡的圖片，還分享它們的氣味。未來(lái)，數(shù)字氣味的機(jī)會(huì)可能是巨大的，但它們是什么，以及什么氣體傳感器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)它？

　　電子鼻模仿我們的自然感官

　　最新的氣體傳感器技術(shù)旨在通過(guò)模仿人的鼻子和大腦來(lái)將氣味數(shù)字化。我們的鼻子充滿了對(duì)混合氣體有反應(yīng)的感受器，隨著時(shí)間的推移，我們的大腦學(xué)會(huì)了識(shí)別特定的氣味。我們不是生來(lái)就能分辨玫瑰和百合的，同理，“電子鼻”也需要一段時(shí)間的訓(xùn)練。

　　所謂的電子鼻是將氣體傳感器陣列與機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，可以識(shí)別特定氣味的模式。小型化傳感器和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件的功能一直在增長(zhǎng)，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了商業(yè)化水平，可以創(chuàng)建數(shù)字氣味行業(yè)。

　　食物和飲料是我們關(guān)心的氣味的明顯來(lái)源，也是電子鼻的關(guān)鍵用例。例如，人們對(duì)香氣特征的來(lái)源或相似食物之間的氣味差異知之甚少。電子鼻提供了一種解決方案，可以更好地了解是什么讓我們最喜歡的菜肴如此誘人。

　　另一方面，測(cè)量食品在變質(zhì)或被污染時(shí)釋放的氣體，則提供了一種保持食品質(zhì)量和確保安全的方法。它甚至可以幫助解決食物浪費(fèi)問(wèn)題，氣味數(shù)據(jù)提供了替代“最佳食用日期”的方法。在工業(yè)層面，確保產(chǎn)品一致性和質(zhì)量控制還可以更廣泛地利用氣味傳感器，而這可能會(huì)威脅到該領(lǐng)域使用的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的現(xiàn)有供應(yīng)鏈。

　　除了量化氣味之外，許多新的電子鼻技術(shù)的目標(biāo)是比現(xiàn)有的氣體傳感器更靈敏、更有選擇性地測(cè)量空氣質(zhì)量。正是這些功能使它們開(kāi)始被應(yīng)用于煙霧探測(cè)器，包括家庭警報(bào)器和分布在室外用于野火監(jiān)測(cè)的傳感器。

　　人們對(duì)空氣質(zhì)量及其對(duì)健康的影響越來(lái)越感興趣，特別是長(zhǎng)時(shí)間暴露在低濃度環(huán)境中工作的人也會(huì)產(chǎn)生對(duì)電子鼻的需求。這種用例在智能城市和家庭領(lǐng)域的成功可以說(shuō)依賴于OEM的有效營(yíng)銷，而這將成為中期內(nèi)大眾市場(chǎng)采用的主要障礙。

　　面臨的行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)

　　在電子鼻中使用陣列為多種類型的氣體傳感器技術(shù)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。來(lái)自金屬氧化物、電化學(xué)和紅外線、光聲等知名傳感器的數(shù)據(jù)都可以被軟件用來(lái)量化氣體混合物。同時(shí)，先進(jìn)材料可以形成超小型化傳感器，具有集成到智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備中的潛力。

　　電子鼻技術(shù)仍然存在一些挑戰(zhàn)。例如，使用成本較低且靈敏度低的商品化傳感器和價(jià)值較高的軟件會(huì)給培訓(xùn)所需的人工智能帶來(lái)重大負(fù)擔(dān)。然而，電子鼻固有的更高性能硬件，如印刷碳納米管，尚未大規(guī)模制造，仍在尋求“殺手級(jí)應(yīng)用”和大批量訂單。

　　此外，迄今為止，訓(xùn)練電子鼻和共享數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施是有限的。雖然圖像已被簡(jiǎn)化為RGB格式，但還沒(méi)有氣味的等價(jià)物。在數(shù)字氣味行業(yè)充分發(fā)揮其潛力之前，還需要更多的標(biāo)準(zhǔn)化。

　　Aryballe是一家使用人工智能和數(shù)字嗅覺(jué)技術(shù)模仿人類嗅覺(jué)的初創(chuàng)公司，可幫助其業(yè)務(wù)客戶將氣味數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可操作的信息。Aryballe首席執(zhí)行官Sam Guillaume曾這樣描述數(shù)字嗅覺(jué)的發(fā)展：在過(guò)去的幾年中，技術(shù)使我們能夠從根本上復(fù)制人類嗅覺(jué)的實(shí)際工作方式。例如，通過(guò)將該技術(shù)移植到半導(dǎo)體等現(xiàn)成的技術(shù)中，可以制造出體積小。方便、易用且便宜的傳感器。就性能及其區(qū)分氣味的能力而言，它非常接近人類鼻子的工作方式。

　　在他看來(lái)，氣味分析可以幫助完成以下任務(wù)：

　　• 設(shè)計(jì)汽車行業(yè)中完美的“新車”氣味

　　• 預(yù)測(cè)何時(shí)需要對(duì)工業(yè)或汽車設(shè)備進(jìn)行維護(hù)

　　• 自動(dòng)檢測(cè)家用電器中的食物變質(zhì)

　　• 拒絕或批準(zhǔn)原材料供應(yīng)

　　• 減少新食品和飲料的研發(fā)時(shí)間

　　• 確保個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品（如除臭劑和洗發(fā)水）的香氣持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間

　　• 散發(fā)周圍的氣味，使乘客在公共交通上安心

　　• 創(chuàng)建使用氣味來(lái)檢測(cè)問(wèn)題并警告用戶的個(gè)人護(hù)理設(shè)備和健康傳感器

　　氣味的數(shù)字化將是消費(fèi)電子產(chǎn)品傳感能力的一個(gè)令人興奮的補(bǔ)充。該技術(shù)歷來(lái)以被過(guò)度炒作而聞名，但現(xiàn)成的設(shè)備代表了該行業(yè)的真實(shí)過(guò)程。這在很大程度上是由所需的基本氣體傳感器技術(shù)的創(chuàng)新以及機(jī)器學(xué)習(xí)軟件的成熟推動(dòng)的。最新的IDTechEx報(bào)告《2022-2032年氣體傳感器：技術(shù)、機(jī)遇、參與者和預(yù)測(cè)》比較和基準(zhǔn)測(cè)試了15種不同的氣體傳感器技術(shù)，這些技術(shù)可用于電子鼻系統(tǒng)以及許多其它應(yīng)用，如空氣質(zhì)量、汽車和安全等。

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