Учёные из Калифорнийского университета в Беркли разработали электронный датчик запахов, который распознаёт газы от испорченных продуктов и следы некоторых пищевых аллергенов. Авторы проекта утверждают, что система различает такие сигналы точнее человеческого обоняния в ряде сценариев. В качестве возможного применения они называют умные холодильники и бытовые системы контроля свежести еды.
Устройство собрано на массиве из 16 миниатюрных сенсоров. Они улавливают летучие соединения, которые выделяют, в том числе орехи и арахис, а также продукты, начинающие портиться. Проблему совмещения разных газовых датчиков на одном чипе исследователи решили при помощи углеродных нанотрубок. Такой материал остаётся чувствительным при комнатной температуре и позволяет использовать газочувствительные слои, которые разрушаются при нагреве.
Дальше работает модель машинного обучения. Она сопоставляет электрический отклик сенсоров с профилями конкретных продуктов и запахов. Система уже обучена распознавать клубнику, чернику, банан, грецкий орех, фундук, кешью и арахис, а также сырую курицу, молоко и яйца в свежем состоянии и после 24 или 48 часов при комнатной температуре. По данным исследователей, прибор способен заметить фрагмент грецкого ореха массой 0,05 г.
У технологии есть ограничения. Авторы ещё не проверили, как датчик поведёт себя в сложной среде, где одновременно присутствуют молекулы от нескольких продуктов, например в салате или десерте. Не изучен и сценарий хранения в холодильнике, когда рядом лежат разные продукты и фоновых запахов больше. Для бытовой техники это не мелочь, а основной режим работы.
Рынок для таких систем есть. По оценке ООН, около трети всей произведённой в мире еды теряется или выбрасывается, и часть потерь связана с хранением и ошибочной оценкой свежести. Отдельный спрос формируют аллергии: только в США, по данным FDA, восемь основных аллергенов отвечают за подавляющую долю тяжёлых пищевых реакций. Электронные «носы» уже тестируют в медицине, логистике и сельском хозяйстве, но до массовой бытовой электроники они доходят редко из-за цены, калибровки и нестабильной работы вне лаборатории.
Следующий этап для проекта из Беркли — испытания на смешанных блюдах и в реальных холодильниках. Если чувствительность сохранится вне лаборатории, технология может дойти до коммерческих модулей в течение нескольких лет. На этом поле исследователям придётся конкурировать не только с другими сенсорами, но и с более дешёвыми камерами и системами компьютерного зрения, которые производители бытовой техники уже ставят в премиальные модели.
