Если ваш гаджет начнёт жаловаться на запах носков — не паникуйте, просто ИИ научился нюхать

Учёные из Южной Кореи создали «электронный нос нового поколения», который способен различать запахи почти так же, как это делает человеческое обоняние, и распознавать их с помощью искусственного интеллекта. Разработка основана на технологии преобразования молекул запаха в электрические сигналы и обучении ИИ на уникальных паттернах этих сигналов. Новый подход открывает перспективы в персонализированной медицине, индустрии косметики и мониторинге окружающей среды.

В отличие от уже существующих электронных носов, которые используются в пищевой промышленности или при обнаружении газов на производствах, новая система гораздо точнее различает схожие запахи и может работать с более сложными ароматическими смесями. Например, ей под силу отличить тонкие нюансы между цветочными духами или уловить слабый запах начинающего портиться фрукта — задачи, с которыми традиционные технологии справляются плохо.

Вдохновением для учёных послужил биологический механизм под названием «комбинационное кодирование»: в человеческом носу одна молекула может активировать сразу несколько рецепторов, и именно уникальный «рисунок» активации позволяет мозгу распознать запах. Исследователи воссоздали эту систему, создав сенсоры, генерирующие электрические сигналы в ответ на молекулы запаха, причём каждый аромат вызывает свой собственный набор импульсов.

Эти сигналы анализируются ИИ, который обучается распознавать сложные паттерны и точно классифицировать ароматы. В итоге получилась высокоэффективная система искусственного обоняния, превосходящая существующие решения по точности и гибкости.

Устройство создаётся при помощи лазера, обрабатывающего тонкий слой графена — углеродного материала, а также нанокатализатора на основе оксида церия. Благодаря этому удалось избавиться от громоздкого производственного оборудования и упростить выпуск гибких сенсорных матриц.

В тестах прототип успешно определил девять популярных ароматов из мира парфюмерии и косметики с точностью более 95%. Он также смог определить концентрацию каждого запаха, что делает его полезным в тонком анализе ароматических композиций.

Электронный нос получился ультратонким, гибким и очень прочным: его можно сгибать более 30 000 раз вокруг радиуса всего 2,5 мм без потери производительности. Это делает его идеальным кандидатом для носимых устройств — например, в виде тонких стикеров на кожу или одежду.

«Ключевое достижение нашей работы — возможность объединить множество сенсоров с разной чувствительностью к запахам в одном устройстве, используя всего один этап лазерной обработки, — говорит профессор Хёк-чжун Квон, руководитель проекта. — Сейчас мы активно работаем над коммерциализацией технологии и её применением в медицине, экологическом контроле и парфюмерной отрасли».