29 Mart 2024 (Nanowerk Haberleri) Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (HKUST) Mühendislik Fakültesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, çeşitli yüksek performanslı gaz sensörleri dizileriyle yapay koku sensörleri oluşturmanın uzun süredir devam eden zorluğunu ele aldı. Yeni geliştirilen biyomimetik koku alma çipleri (BOC), nanotüp sensör dizilerini, çip başına 10,000'e kadar ayrı ayrı adreslenebilir gaz sensörüyle nano gözenekli alt tabakalara entegre edebiliyor; bu, insanlar ve diğer hayvanlar için koku almanın nasıl çalıştığına benzer bir konfigürasyon. Araştırma şu adreste yayınlandı: Doğa Elektroniği (“Büyük ölçekli monolitik olarak entegre nanotüp sensör dizilerine dayanan biyomimetik koku çipleri”).
(a) Prof. Fan'ın biyomimetik koku çipi (BOC) sistemi, kör kutuyu ayırt etmek için bir robot köpeğe yerleştirildi. (b) Kutuların bilgisayar görüşüyle, yani kamerayla tanınması. (c) BOC sisteminin tanınma sonucu. (d) Bir sensörün gerçek zamanlı kaydedilen direnç sinyali. (Resim: HKUST) Dünya çapındaki araştırmacılar, karmaşık koku karışımlarını etkili bir şekilde ayırt etmek için biyolojik koku alma sisteminin karmaşık mekanizmasını taklit etmek amacıyla yapay koku alma ve elektronik burunlar (e-burunlar) geliştiriyorlar. Ancak bunların geliştirilmesindeki en büyük zorluklar, sistemi küçültmenin ve tam gaz türlerini ve bunların karmaşık koku karışımları içindeki konsantrasyonlarını belirlemede tanıma yeteneklerini arttırmanın zorluğundan kaynaklanmaktadır.
Bu sorunların üstesinden gelmek için, Prof. liderliğindeki araştırma ekibi. HKBTÜ'nün Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü ile Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümünde Başkan Profesör olan FAN Zhiyong, küçük bir nanoyapılı çip üzerinde çeşitli sensörlerden oluşan geniş dizilere izin veren mühendislik ürünü bir malzeme kompozisyonu gradyanı kullandı. Yapay zekanın gücünden yararlanan biyomimetik koku çipleri, karışık gazlar ve 24 farklı koku için mükemmel ayırt edilebilirlik ile çeşitli gazlara karşı olağanüstü hassasiyet sergiliyor. Koku çiplerinin uygulamalarını genişletme vizyonuyla ekip ayrıca çipleri bir robot köpeğe görüş sensörleriyle entegre ederek, kör kutulardaki nesneleri doğru bir şekilde tanımlayabilen birleşik bir koku alma ve görsel sistem oluşturdu.
Biyomimetik koku alma çiplerinin geliştirilmesi, yapay koku alma ve e-burun sistemlerinin gıda, çevre, tıbbi ve endüstriyel proses kontrolü vb. alanlardaki mevcut geniş uygulamalarını geliştirmekle kalmayacak, aynı zamanda gelişmiş robotlar gibi akıllı sistemlerde yeni olanaklar da açacaktır. ve güvenlik devriyeleri ve kurtarma operasyonlarındaki uygulamalar için taşınabilir akıllı cihazlar.
Örneğin, gerçek zamanlı izleme ve kalite kontrol uygulamalarında biyomimetik koku çipleri, güvenliği sağlamak için endüstriyel süreçlerin farklı aşamalarıyla ilişkili belirli kokuları veya uçucu bileşikleri tespit etmek ve analiz etmek için kullanılabilir; çevresel izlemede herhangi bir anormal veya tehlikeli gazın tespit edilmesi; ve zamanında onarımı kolaylaştırmak için borulardaki sızıntıyı tespit edin.
Bu çalışmada sunulan çığır açan teknoloji, kokunun dijitalleştirilmesi alanında çok önemli bir atılım olarak hizmet ediyor. Bilimsel topluluk, modern ve gelişmiş görüntüleme algılama teknolojilerinin kolaylaştırdığı görsel bilginin dijitalleştirilmesinin muzaffer yaygınlığına tanık olurken, gelişmiş koku sensörlerinin bulunmaması nedeniyle koku bazlı bilgi alanı henüz kullanılmamıştır. Vizyoner bir çalışma yürüten Prof. Fan'ın ekibi, muazzam potansiyele sahip biyomimetik koku sensörlerinin geliştirilmesinin önünü açtı. Daha fazla ilerlemeyle bu sensörler, cep telefonlarında ve taşınabilir elektronik cihazlarda minyatür kameraların her yerde bulunmasına benzer şekilde yaygın bir kullanım alanı bulabilir ve böylece insanların yaşam kalitesini zenginleştirebilir ve geliştirebilir.
Disiplinlerarası malzeme bilimi ve mühendisliği alanında uluslararası üne sahip bir bilim adamı olan Prof. Fan, sosyal etki yaratan birinci sınıf araştırmaları yönlendirmek için pratik bir yaklaşımı cesur hayallerle birleştirmeye isteklidir. Yirmi yılı aşkın bir süredir biyomimetik duyusal sistemler üzerinde çalışarak ilk olarak görsel sistemle başladı ve 3 yılında dünyanın ilk 2020 boyutlu retinaya sahip küresel yapay gözünü başarıyla geliştirdi. Bu başarıdan yola çıkarak koku alma sistemine yöneldi ve uygulamaları genişletilerek daha akıllı robotlar yaratmak için her iki sistemi de entegre ederek çalışmalarını ilerletti.
"Gelecekte uygun biyo-uyumlu malzemelerin geliştirilmesiyle birlikte, biyomimetik koku çipinin insan vücuduna da yerleşerek normalde koklanamayan kokuları almamızı sağlayacağını umuyoruz. Ayrıca nefesimizde bulunan ve cildimizden yayılan uçucu organik moleküllerdeki anormallikleri de izleyerek bizi potansiyel hastalıklara karşı uyarabilir ve biyomimetik mühendisliğinin daha ileri potansiyeline ulaşabilir" dedi.
(a) Prof. Fan'ın biyomimetik koku çipi (BOC) sistemi, kör kutuyu ayırt etmek için bir robot köpeğe yerleştirildi. (b) Kutuların bilgisayar görüşüyle, yani kamerayla tanınması. (c) BOC sisteminin tanınma sonucu. (d) Bir sensörün gerçek zamanlı kaydedilen direnç sinyali. (Resim: HKUST) Dünya çapındaki araştırmacılar, karmaşık koku karışımlarını etkili bir şekilde ayırt etmek için biyolojik koku alma sisteminin karmaşık mekanizmasını taklit etmek amacıyla yapay koku alma ve elektronik burunlar (e-burunlar) geliştiriyorlar. Ancak bunların geliştirilmesindeki en büyük zorluklar, sistemi küçültmenin ve tam gaz türlerini ve bunların karmaşık koku karışımları içindeki konsantrasyonlarını belirlemede tanıma yeteneklerini arttırmanın zorluğundan kaynaklanmaktadır.
Bu sorunların üstesinden gelmek için, Prof. liderliğindeki araştırma ekibi. HKBTÜ'nün Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü ile Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümünde Başkan Profesör olan FAN Zhiyong, küçük bir nanoyapılı çip üzerinde çeşitli sensörlerden oluşan geniş dizilere izin veren mühendislik ürünü bir malzeme kompozisyonu gradyanı kullandı. Yapay zekanın gücünden yararlanan biyomimetik koku çipleri, karışık gazlar ve 24 farklı koku için mükemmel ayırt edilebilirlik ile çeşitli gazlara karşı olağanüstü hassasiyet sergiliyor. Koku çiplerinin uygulamalarını genişletme vizyonuyla ekip ayrıca çipleri bir robot köpeğe görüş sensörleriyle entegre ederek, kör kutulardaki nesneleri doğru bir şekilde tanımlayabilen birleşik bir koku alma ve görsel sistem oluşturdu.
Biyomimetik koku alma çiplerinin geliştirilmesi, yapay koku alma ve e-burun sistemlerinin gıda, çevre, tıbbi ve endüstriyel proses kontrolü vb. alanlardaki mevcut geniş uygulamalarını geliştirmekle kalmayacak, aynı zamanda gelişmiş robotlar gibi akıllı sistemlerde yeni olanaklar da açacaktır. ve güvenlik devriyeleri ve kurtarma operasyonlarındaki uygulamalar için taşınabilir akıllı cihazlar.
Örneğin, gerçek zamanlı izleme ve kalite kontrol uygulamalarında biyomimetik koku çipleri, güvenliği sağlamak için endüstriyel süreçlerin farklı aşamalarıyla ilişkili belirli kokuları veya uçucu bileşikleri tespit etmek ve analiz etmek için kullanılabilir; çevresel izlemede herhangi bir anormal veya tehlikeli gazın tespit edilmesi; ve zamanında onarımı kolaylaştırmak için borulardaki sızıntıyı tespit edin.
Bu çalışmada sunulan çığır açan teknoloji, kokunun dijitalleştirilmesi alanında çok önemli bir atılım olarak hizmet ediyor. Bilimsel topluluk, modern ve gelişmiş görüntüleme algılama teknolojilerinin kolaylaştırdığı görsel bilginin dijitalleştirilmesinin muzaffer yaygınlığına tanık olurken, gelişmiş koku sensörlerinin bulunmaması nedeniyle koku bazlı bilgi alanı henüz kullanılmamıştır. Vizyoner bir çalışma yürüten Prof. Fan'ın ekibi, muazzam potansiyele sahip biyomimetik koku sensörlerinin geliştirilmesinin önünü açtı. Daha fazla ilerlemeyle bu sensörler, cep telefonlarında ve taşınabilir elektronik cihazlarda minyatür kameraların her yerde bulunmasına benzer şekilde yaygın bir kullanım alanı bulabilir ve böylece insanların yaşam kalitesini zenginleştirebilir ve geliştirebilir.
Disiplinlerarası malzeme bilimi ve mühendisliği alanında uluslararası üne sahip bir bilim adamı olan Prof. Fan, sosyal etki yaratan birinci sınıf araştırmaları yönlendirmek için pratik bir yaklaşımı cesur hayallerle birleştirmeye isteklidir. Yirmi yılı aşkın bir süredir biyomimetik duyusal sistemler üzerinde çalışarak ilk olarak görsel sistemle başladı ve 3 yılında dünyanın ilk 2020 boyutlu retinaya sahip küresel yapay gözünü başarıyla geliştirdi. Bu başarıdan yola çıkarak koku alma sistemine yöneldi ve uygulamaları genişletilerek daha akıllı robotlar yaratmak için her iki sistemi de entegre ederek çalışmalarını ilerletti.
"Gelecekte uygun biyo-uyumlu malzemelerin geliştirilmesiyle birlikte, biyomimetik koku çipinin insan vücuduna da yerleşerek normalde koklanamayan kokuları almamızı sağlayacağını umuyoruz. Ayrıca nefesimizde bulunan ve cildimizden yayılan uçucu organik moleküllerdeki anormallikleri de izleyerek bizi potansiyel hastalıklara karşı uyarabilir ve biyomimetik mühendisliğinin daha ileri potansiyeline ulaşabilir" dedi.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64946.php
