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旨在预防食物中毒的电子鼻

2023-11-23 23:35:35

人类的鼻子及其嗅觉能力是一件令人惊奇的事情。


每个鼻子都有大约 400 个气味受体,据说能够检测大约一万亿种不同的气味。


在科学设备中复制如此高水平的感官专业知识是一项艰巨的挑战。


然而,得益于人工智能 (AI) 的最新进展,最新的电子鼻(可以检测和报告特定气味的高科技传感器)正在迅速提高其速度和准确性水平。


它们的支持者说它们可以改变食品安全。


潜在致命的食源性细菌的常见类型是沙门氏菌和大肠杆菌。电子鼻开发者表示,两者都有自己的“电子个性”。“它们有自己的电信号。”


电子鼻包含涂有碳纳米颗粒的电极。它们检测细菌发出的气味或挥发性有机化合物 (VOC)。


不同的细菌菌株会产生不同的 VOC 指纹,进而在机器中产生不同的电信号。然后,人工智能软件系统会记录这些信息,并根据其不断增长的数据库进行检查,并通知用户。


希望能够改变食品行业抗击感染的斗争。食品生产商目前必须将样品送往实验室进行检测,然后等待几天才能得到结果。


相比之下,电子鼻可以由食品公司自己在现场使用,据说可以在一小时内给出结果。它们将是“低成本”。


食品行业的测试方法 40 到 50 年来一直保持不变。到目前为止,人工智能还没有真正进入这个市场的测试领域。


食物中毒仍然是世界各地的一个严重问题。


据统计,每年有 240 万起食物中毒病例,估计有180 人死亡。


人们会说肉类、家禽和鱼类是罪魁祸首。但如果你看看过去五到十年食品行业的最大杀手,那就是长叶生菜。


食品市场工业化程度越高,就越容易受到病原体的影响。


有一种新颖的方法来帮助训练为其正在开发的电子鼻提供动力的人工智能——咖啡。


在一项测试中,技术人员花了三天时间将速溶咖啡粉放在人工智能传感器旁边。然后,人工智能必须识别三个选项之一:好咖啡、坏咖啡(加了醋的咖啡)和根本不喝咖啡。


气味不仅仅是一种气体,它是一种独特的气体组合,而且事物的气味常常存在差异或非常微小的差异。


传感器安装在 3D 打印的人类鼻子塑料模型上。正在用咖啡和其他食品来训练人工智能,使其能够知道这些食品在新鲜且状况良好时应该闻起来是什么味道,这是“气味的参考值”。


这个想法是,电子鼻不仅可以用来嗅出任何传染病,还可以用来嗅出食品的新鲜程度。这将有助于超市或咖啡馆知道当某些商品没有保质期时首先出售什么。


了解气味的参考值将有助于食品行业相应地调整其生产、储存、收获和加工过程。


然而,一些人工智能专家表示,虽然最新的电子鼻运行良好,但不太可能出现大量需求,因为食品公司可能会因成本而望而却步。


如果你正在谈论部署一个由小型探测器组成的全球网络,从拣选到存储,再到交付,你必须考虑这将如何影响商业模式。


如果必须部署和维持该技术,还会有业务吗?供应链管理会真正实施它吗?会有利润率吗?


实验室的人工智能专家表示,电子鼻需要针对他们工作的每个设施进行复杂的微调。对于一个不以拥抱新技术而闻名的行业来说,这是一项极其艰巨的任务。



已经复制了昆虫的触角来开发其“生物传感器”。它可以复制昆虫蛋白质,并将其纳入其气味传感器中。


由于采用了这种生物技术,其传感器“比狗的鼻子灵敏数千倍”。


我们几乎可以在任何地方使用这种基于生物传感器的技术——食品和风味质量控制、食品病原体检测、非侵入性快速疾病诊断、可持续农业以及环境和健康监测。





源:BBC


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