29 maart 2024 (Nanowerk NieuwsEen onderzoeksteam onder leiding van de School of Engineering van de Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) heeft de al lang bestaande uitdaging aangepakt om kunstmatige reuksensoren te creëren met reeksen diverse hoogwaardige gassensoren. Hun nieuw ontwikkelde biomimetische olfactorische chips (BOC) kunnen nanobuissensorarrays integreren op nanoporeuze substraten met maximaal 10,000 individueel adresseerbare gassensoren per chip, een configuratie die vergelijkbaar is met hoe geur werkt voor mensen en andere dieren. Het onderzoek is gepubliceerd in Natuurelektronica (“Biomimetische reukchips gebaseerd op grootschalige monolithisch geïntegreerde nanobuissensorarrays”).
(a) Configuratie van Prof. Fan's biomimetische olfactorische chip (BOC) -systeem geïnstalleerd op een robothond voor blinde box-differentiatie. (b) Herkenning van dozen door computervisie, dat wil zeggen de camera. (c) Erkenningsresultaat van het BOC-systeem. (d) Realtime opgenomen weerstandssignaal van een sensor. (Afbeelding: HKUST) Onderzoekers over de hele wereld hebben kunstmatige reuk- en elektronische neuzen (e-neuzen) ontwikkeld met als doel het ingewikkelde mechanisme van het biologische reuksysteem na te bootsen om complexe geurmengsels effectief te onderscheiden. Toch liggen de belangrijkste uitdagingen bij hun ontwikkeling in de moeilijkheid om het systeem te miniaturiseren en de herkenningsmogelijkheden ervan te vergroten bij het bepalen van de exacte gassoorten en hun concentraties in complexe geurmengsels.
Om deze problemen aan te pakken, heeft het onderzoeksteam onder leiding van prof. FAN Zhiyong, voorzitter professor bij de afdeling Elektronische en Computertechniek en de afdeling Chemische en Biologische Technologie van HKUST, gebruikte een technische materiaalsamenstellingsgradiënt die brede reeksen van diverse sensoren op één kleine nanogestructureerde chip mogelijk maakt. Door gebruik te maken van de kracht van kunstmatige intelligentie, vertonen hun biomimetische reukchips een uitzonderlijke gevoeligheid voor verschillende gassen met uitstekende onderscheidbaarheid voor gemengde gassen en 24 verschillende geuren. Met een visie om de toepassingen van hun reukchip uit te breiden, integreerde het team de chips ook met visiesensoren op een robothond, waardoor een gecombineerd reuk- en visueel systeem ontstond dat objecten in blinde dozen nauwkeurig kan identificeren.
De ontwikkeling van de biomimetische reukchips zal niet alleen de bestaande brede toepassingen van de kunstmatige reuk- en e-neussystemen in de voedsel-, milieu-, medische en industriële procescontrole enz. verbeteren, maar ook nieuwe mogelijkheden openen in intelligente systemen, zoals geavanceerde robots. en draagbare slimme apparaten, voor toepassingen bij veiligheidspatrouilles en reddingsoperaties.
In hun toepassingen in realtime monitoring en kwaliteitscontrole kunnen de biomimetische reukchips bijvoorbeeld worden gebruikt om specifieke geuren of vluchtige verbindingen te detecteren en analyseren die verband houden met verschillende stadia van industriële processen om de veiligheid te garanderen; eventuele abnormale of gevaarlijke gassen detecteren bij omgevingsmonitoring; en lekkage in leidingen identificeren om tijdige reparatie te vergemakkelijken.
De baanbrekende technologie die in dit onderzoek wordt gepresenteerd, dient als een cruciale doorbraak op het gebied van geurdigitalisering. Terwijl de wetenschappelijke gemeenschap getuige is van de triomfantelijke verspreiding van de digitalisering van visuele informatie, mogelijk gemaakt door de moderne en volwassen beeldsensortechnologieën, is het domein van op geur gebaseerde informatie nog steeds onaangeroerd vanwege de afwezigheid van geavanceerde geursensoren. Het visionaire werk van Prof. Het team van Fan heeft de weg vrijgemaakt voor de ontwikkeling van biomimetische geursensoren met een enorm potentieel. Met verdere ontwikkelingen zouden deze sensoren op grote schaal kunnen worden gebruikt, vergelijkbaar met de alomtegenwoordige aanwezigheid van geminiaturiseerde camera's in mobiele telefoons en draagbare elektronica, waardoor de levenskwaliteit van mensen wordt verrijkt en verbeterd.
Prof. Fan wil graag een praktische aanpak combineren met gedurfde verbeeldingskracht bij het stimuleren van toponderzoek dat sociale impact genereert. Hij werkte meer dan twintig jaar aan biomimetische sensorische systemen, begon eerst met het visuele systeem en ontwikkelde in 3 met succes 's werelds eerste bolvormige kunstmatige oog met 2020D-netvlies. Voortbouwend op dit succes waagde hij zich aan het reuksysteem en verhoogde zijn werk door beide systemen te integreren om intelligentere robots met uitgebreide toepassingen te realiseren.
“In de toekomst hopen we, met de ontwikkeling van geschikte bio-compatibele materialen, dat de biomimetische reukchip ook op het menselijk lichaam kan worden geplaatst, zodat we geuren kunnen ruiken die normaal gesproken niet geroken kunnen worden. Het kan ook de afwijkingen monitoren in vluchtige organische moleculen in onze adem en uitgestoten door onze huid, om ons te waarschuwen voor mogelijke ziekten, waardoor een verder potentieel van biomimetische technologie wordt bereikt”, aldus prof.
(a) Configuratie van Prof. Fan's biomimetische olfactorische chip (BOC) -systeem geïnstalleerd op een robothond voor blinde box-differentiatie. (b) Herkenning van dozen door computervisie, dat wil zeggen de camera. (c) Erkenningsresultaat van het BOC-systeem. (d) Realtime opgenomen weerstandssignaal van een sensor. (Afbeelding: HKUST) Onderzoekers over de hele wereld hebben kunstmatige reuk- en elektronische neuzen (e-neuzen) ontwikkeld met als doel het ingewikkelde mechanisme van het biologische reuksysteem na te bootsen om complexe geurmengsels effectief te onderscheiden. Toch liggen de belangrijkste uitdagingen bij hun ontwikkeling in de moeilijkheid om het systeem te miniaturiseren en de herkenningsmogelijkheden ervan te vergroten bij het bepalen van de exacte gassoorten en hun concentraties in complexe geurmengsels.
Om deze problemen aan te pakken, heeft het onderzoeksteam onder leiding van prof. FAN Zhiyong, voorzitter professor bij de afdeling Elektronische en Computertechniek en de afdeling Chemische en Biologische Technologie van HKUST, gebruikte een technische materiaalsamenstellingsgradiënt die brede reeksen van diverse sensoren op één kleine nanogestructureerde chip mogelijk maakt. Door gebruik te maken van de kracht van kunstmatige intelligentie, vertonen hun biomimetische reukchips een uitzonderlijke gevoeligheid voor verschillende gassen met uitstekende onderscheidbaarheid voor gemengde gassen en 24 verschillende geuren. Met een visie om de toepassingen van hun reukchip uit te breiden, integreerde het team de chips ook met visiesensoren op een robothond, waardoor een gecombineerd reuk- en visueel systeem ontstond dat objecten in blinde dozen nauwkeurig kan identificeren.
De ontwikkeling van de biomimetische reukchips zal niet alleen de bestaande brede toepassingen van de kunstmatige reuk- en e-neussystemen in de voedsel-, milieu-, medische en industriële procescontrole enz. verbeteren, maar ook nieuwe mogelijkheden openen in intelligente systemen, zoals geavanceerde robots. en draagbare slimme apparaten, voor toepassingen bij veiligheidspatrouilles en reddingsoperaties.
In hun toepassingen in realtime monitoring en kwaliteitscontrole kunnen de biomimetische reukchips bijvoorbeeld worden gebruikt om specifieke geuren of vluchtige verbindingen te detecteren en analyseren die verband houden met verschillende stadia van industriële processen om de veiligheid te garanderen; eventuele abnormale of gevaarlijke gassen detecteren bij omgevingsmonitoring; en lekkage in leidingen identificeren om tijdige reparatie te vergemakkelijken.
De baanbrekende technologie die in dit onderzoek wordt gepresenteerd, dient als een cruciale doorbraak op het gebied van geurdigitalisering. Terwijl de wetenschappelijke gemeenschap getuige is van de triomfantelijke verspreiding van de digitalisering van visuele informatie, mogelijk gemaakt door de moderne en volwassen beeldsensortechnologieën, is het domein van op geur gebaseerde informatie nog steeds onaangeroerd vanwege de afwezigheid van geavanceerde geursensoren. Het visionaire werk van Prof. Het team van Fan heeft de weg vrijgemaakt voor de ontwikkeling van biomimetische geursensoren met een enorm potentieel. Met verdere ontwikkelingen zouden deze sensoren op grote schaal kunnen worden gebruikt, vergelijkbaar met de alomtegenwoordige aanwezigheid van geminiaturiseerde camera's in mobiele telefoons en draagbare elektronica, waardoor de levenskwaliteit van mensen wordt verrijkt en verbeterd.
Prof. Fan wil graag een praktische aanpak combineren met gedurfde verbeeldingskracht bij het stimuleren van toponderzoek dat sociale impact genereert. Hij werkte meer dan twintig jaar aan biomimetische sensorische systemen, begon eerst met het visuele systeem en ontwikkelde in 3 met succes 's werelds eerste bolvormige kunstmatige oog met 2020D-netvlies. Voortbouwend op dit succes waagde hij zich aan het reuksysteem en verhoogde zijn werk door beide systemen te integreren om intelligentere robots met uitgebreide toepassingen te realiseren.
“In de toekomst hopen we, met de ontwikkeling van geschikte bio-compatibele materialen, dat de biomimetische reukchip ook op het menselijk lichaam kan worden geplaatst, zodat we geuren kunnen ruiken die normaal gesproken niet geroken kunnen worden. Het kan ook de afwijkingen monitoren in vluchtige organische moleculen in onze adem en uitgestoten door onze huid, om ons te waarschuwen voor mogelijke ziekten, waardoor een verder potentieel van biomimetische technologie wordt bereikt”, aldus prof.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64946.php
