機(jī)器人的電子鼻工作原理：特定氣味會(huì)產(chǎn)生電阻或者頻率的變化

子鼻——機(jī)器人的鼻子，是一種20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新穎的儀器， 可以分析、識(shí)別和檢測(cè)復(fù)雜氣味。電子鼻由傳感器陣列和圖像識(shí)別裝置組成，能 夠識(shí)別單一的或復(fù)合的氣味，還能夠用于識(shí)別單一成分的氣體/蒸汽或其他混合 物。它與普通化學(xué)分析儀器，如色譜儀、光譜儀、毛細(xì)管電泳儀等不同，得到的 不是被測(cè)樣品中某種或某幾種成分的定性與定量結(jié)果，而是給予樣品的整體信 息，就像“指紋”數(shù)據(jù)一樣。這與人和動(dòng)物的鼻子一樣，“聞到”的是目標(biāo)物的 總體氣息�？梢哉J(rèn)為，電子鼻是人和動(dòng)物鼻子的仿真產(chǎn)品。

科學(xué)家們是這樣給電子鼻定義的：電子鼻是由有選擇性的電化學(xué)傳感器陣 列和適當(dāng)?shù)淖R(shí)別方法組成的儀器，能識(shí)別簡(jiǎn)單和復(fù)雜的氣味。電子鼻的工作原理 往往是模擬人的嗅覺對(duì)被測(cè)氣體進(jìn)行感知、分析和識(shí)別。

電子鼻系統(tǒng)

氣體傳感器陣列 ：對(duì)氣體進(jìn)行吸附、解吸附，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)

信號(hào)處理單元： 對(duì)氣體傳感器陣列產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、傳輸

計(jì)算機(jī)模式識(shí)別 ：對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和判斷

嗅覺機(jī)器人和人類很像，它的系統(tǒng)的每個(gè)成分的設(shè)計(jì)都 和人類類似，但是卻可以實(shí)現(xiàn)許多人類實(shí)現(xiàn)不了的功能。構(gòu)成電子鼻氣體傳感器 陣列中的氣體傳感器各自對(duì)特定氣體具有相對(duì)較高的敏感性，因此，由一些不同 傳感器構(gòu)成的電子鼻可以測(cè)得被測(cè)樣品揮發(fā)性成分的整體信息，與人的鼻子一 樣，聞到的是樣品的總體氣味。

根據(jù)材料類型，常用氣體傳感器及其陣列可以分為3大類

氣味傳感器遇到特定氣味會(huì)產(chǎn)生電阻或者頻率的變化，我們就是將這些變 化捕捉到，并轉(zhuǎn)化成能夠傳遞的電信號(hào)，然后對(duì)傳感器陣列傳入的信號(hào)進(jìn)行濾 波、放大和特征提取，這樣機(jī)器人才感覺到氣味。這其中包括一個(gè)模式識(shí)別過 程。模式識(shí)別是對(duì)預(yù)處理之后的信號(hào)再進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚�，獲得氣體組成成分和濃 度的信息。

電子鼻經(jīng)過這么多年的發(fā)展，已經(jīng)比較先進(jìn)。目前科學(xué)家們關(guān)于電子鼻的 研究主要集中在以下幾個(gè)方面。

①氣敏傳感器陣列的研究。

②模式識(shí)別的研究。常用的模式識(shí)別方法有統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的方法和人工神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法。

③應(yīng)用研究。電子鼻在飲料、食品、化妝品、臨床診斷、環(huán)境檢測(cè)、海關(guān) 公安、油氣報(bào)警等行業(yè)均有著廣闊的應(yīng)用前景，因此目前各發(fā)達(dá)都把電子鼻 的開發(fā)與應(yīng)用列為跨世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，并給予特別的重視和支持。

④人工鼻模型研究。嗅覺系統(tǒng)的模擬，至今無理想模型。