Ученые разработали «искусственный нос», который предупредит о порче продуктов в холодильнике

Команда исследователей из Калифорнийского университета в Беркли и южнокорейского института KAIST представила инновационную разработку — миниатюрный «искусственный нос». Этот девайс способен распознавать газы, выделяемые продуктами питания, и определять их свежесть с общей точностью 92,6%.

Создатели технологии планируют интегрировать такие датчики в современные холодильники. Это позволит бытовой технике автоматически оповещать владельцев о том, что продукты начинают портиться, еще до того, как они станут опасными для здоровья.

Принцип работы устройства основан на анализе сложных смесей молекул газа, включая летучие органические соединения. Состав этих испарений меняется, когда бактерии начинают расщеплять пищу, что и фиксирует сенсор.

Технические особенности устройства

«Искусственный нос» представляет собой чип размером всего 7,5 миллиметра. На нем размещена сетка из 16 крошечных газовых датчиков. Каждый из них покрыт специальной пленкой, которая уникальным образом реагирует на определенные запахи, создавая характерный электрический сигнал.

Алгоритм машинного обучения анализирует эти сигналы и сопоставляет их с конкретными видами продуктов. Исследования показали, что использование всех 16 датчиков одновременно позволяет достичь максимальной точности распознавания.

Преимущества перед аналогами

Главным отличием новой разработки является способность работать при комнатной температуре. В отличие от стандартных металлооксидных датчиков, которые требуют предварительного нагрева, эта система использует углеродные нанотрубки. Толщина активного слоя в них в сто раз меньше человеческого волоса.

Система, получившая название ML-SCENT, срабатывает за несколько секунд и не требует времени на «перезагрузку» или охлаждение между измерениями.

Диагностика свежести мяса и молочных продуктов

В ходе экспериментов прибор тестировали на 16 различных объектах, включая мясо, яйца и молоко. Датчик анализировал состояние сырой курицы и других продуктов при комнатной температуре в течение нескольких дней.

Когда пища начинает разлагаться, она выделяет амины и сульфиды. Чип мгновенно распознает эти вещества. В задачах по определению именно испорченной еды точность прибора достигла впечатляющих 99%.

Обнаружение аллергенов

Ученые также создали модификацию чипа для поиска аллергенов. Это первая в мире система газовых сенсоров, способная различить запахи разных видов орехов: грецкого, фундука, кешью и арахиса.

Точность распознавания аллергенов составила 93,2%. Прибор оказался настолько чувствительным, что смог зафиксировать запах всего 0,05 грамма грецкого ореха. Кроме того, устройство успешно идентифицировало различные сублимированные фрукты, такие как клубника и черника.

Будущее «умных» домов

Основная цель проекта — внедрение технологии в повседневную жизнь. Интеграция в умные холодильники поможет сократить количество пищевых отходов и предотвратить случаи массовых пищевых отравлений.

На данный момент исследователи уже разработали портативную версию устройства, которая управляется через приложение на смартфоне, что позволяет использовать «искусственный нос» не только в лаборатории, но и в обычных бытовых условиях.