بینی الکترونیکی (Electronic Nose)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
بینی الکترونیکی (Electronic Nose) :
بینی الکترونیکی (E-nose) دستگاهی است که از آرایه ای از سنسورهای گاز (با انتخاب پذیری متقاطع - cross-sensitive) و یک سیستم پردازش سیگنال (الگوریتم های تشخیص الگو) برای شبیه سازی حس بویایی انسان استفاده می کند. هدف آن شناسایی و تمایز بوها یا "اثر انگشت" ترکیبات فرار (VOCs) است. E-nose در صنایع غذایی، پزشکی، محیط زیست، و امنیت کاربرد دارد.
یک E-nose از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
آرایه سنسورها: مجموعه ای از چندین سنسور گاز (معمولا ۵ تا ۳۲ عدد) از انواع مختلف (MOS، الکتروشیمیایی، QCM، پلیمری) که هر کدام به طور متفاوتی به بوها واکنش نشان می دهند. به این ترتیب، یک "الگوی پاسخ" منحصر به فرد برای هر بو ایجاد می شود.
واحد نمونه برداری و آماده سازی: سیستم هایی برای انتقال بو (هدایت جریان هوا، تبخیر نمونه) به محفظه سنسورها.
واحد پردازش سیگنال (تشخیص الگو): سیگنال های سنسورها توسط نرم افزار تحلیل می شوند. الگوریتم های رایج شامل تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA)، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN)، و ماشین بردار پشتیبان (SVM) برای طبقه بندی بوها و شناسایی الگوها استفاده می شوند.
پاسخ آرایه سنسورها به یک نمونه، یک بردار (fingerprint) ایجاد می کند که با پایگاه داده بوهای شناخته شده مقایسه می شود.
مزایا:
قابلیت تشخیص و تمایز طیف وسیعی از بوها.
اندازه گیری سریع و غیرتهاجمی.
قابلیت استفاده در خط تولید (آنلاین).
معایب:
نیاز به آموزش (کالیبراسیون) با نمونه های زیاد.
حساسیت به دما و رطوبت.
تکرارپذیری بین دستگاه ها ممکن است مشکل باشد.
هزینه نسبتا بالا.
\[ \mathbf{R} = [R_1, R_2, ..., R_n] \quad \text{بردار پاسخ} \]کاربردها: کنترل کیفیت در صنایع غذایی (تشخیص فساد گوشت، ماهی، میوه)، تشخیص بیماری ها از طریق تنفس (پزشکی)، پایش آلودگی محیط زیست، تشخیص مواد مخدر و مواد منفجره (امنیتی)، و کنترل فرآیندهای تخمیر.
