Von den fünf Sinnen des Menschen war der Geruchssinn immer der schwierigste Bereich, um zu digitalisieren und zu quantifizieren. Mit der Entwicklung der Bionik ist jedoch die Elektronennose entstanden, die versucht, Maschinen die Fähigkeit zu geben, "Geruchssinn". Das deutsche Unternehmen AIRSENSE als Entwickler der elektronischen Nasentechnologie bricht die traditionellen Grenzen und revolutioniert den „digitalen Geruchssinn“ in den Bereichen Gesundheit, Lebensmittelsicherheit, Umweltüberwachung und sogar Mensch-Computer-Interaktion.

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Vom bionischen Design zur digitalen Wahrnehmung
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Technischer Grundstein >>
Die innovative Anwendungsfähigkeit von AIRSENSE Electronic Nose ist in der Kerntechnologie "Sensor Array - Intelligent Algorithmus - Scene Adaption" verwurzelt. Als Präzisionsgerät für die Simulation von Biogeruchssystemen ist das hochselektive Metalloxidhalbleiter-Sensorarray (MOS) mit dem so genannten Geruchsfangsnetz ausgestattet - verschiedene Arten von Sensoren sind spezialisiert, der W1C erkennt aromatische Verbindungen genau, der W1W konzentriert sich auf die Erfassung von Sulfiden, der W2S reagiert auf Alkohole und Aldehone und der W5S reagiert signifikant auf Stickoxide, die Gesamtempfindlichkeit erreicht die PPB-Ebene mit einer Reaktionszeit von nur 0,1 Sekunde.
Auf der Datenverarbeitungsebene verwandelt das Gerät die von dem Sensor erfasste elektrische Signalmatrix durch Algorithmen wie die Master Component Analysis (PCA) und die Linear Distinguishing Analysis (LDA) in ein visualisiertes "Geruchsfingerabdruck-Diagramm" und ermöglicht anschließend eine präzise Messung der Geruchsintensität und des Gehalts an Komponenten mittels quantitativer Modelle wie die minimale zweifache Regression (PLS). Dieser standardisierte Prozess "Signalaufnahme - Charaktereextraktion - Mustererkennung" befreit sich nicht nur von der Subjektivität der künstlichen sensorischen Bewertung, sondern ermöglicht auch die digitale Speicherung und Rückverfolgung von Geruchsinformationen und legt die technische Grundlage für innovative Anwendungen in mehreren Bereichen.

bahnbrechende Anwendungen in fünf Innovationsbereichen

"Mikrobielle Wache" der Internationalen Raumstation
Teil 1
Während die menschliche Erforschung des Weltraums zunimmt, wird die ökologische Sicherheit im geschlossenen Raum zu einer entscheidenden Herausforderung. Im Dezember 2012 gelangte die AIRSENSE E-Nase mit einer Rakete in die Internationale Raumstation. Unter besonderen Umständen wie Gewichtslosigkeit und Temperaturunterschieden überwachte das Gerät kontinuierlich die Veränderungen der flüchtigen organischen Verbindungen in der Kammer und warnte in Echtzeit vor dem Risiko, dass Mikroorganismen sich vermehren. Das System generierte sofort Alarme, wenn die Konzentration von charakteristischen VOCs, die durch den Stoffwechsel von Pilzen erzeugt werden, die Schwellenwerte überschritten, um die Gesundheit und die Sicherheit der Ausrüstung der Astronauten zu gewährleisten.

Präzisionsmedizin: Der 'Krankheitscode'-Decoder in der Atmung
Teil 2
Krankheitsscreening: Ausatmungsgase und Körperflüssigkeiten des menschlichen Körpers enthalten bestimmte flüchtige organische Verbindungen, die "Boten" des Stoffwechsels sind. AIRSENSE E-Nase wurde erfolgreich eingesetzt:
Frühzeitiges Screening von Lungenkrebs: Durch die Analyse des Atems des Patienten und die Identifizierung einzigartiger Geruchsfingerabdrücke im Zusammenhang mit Lungenkrebs wird ein nicht-invasives und schnelles Erstscreening als effektive Ergänzung zum CT-Scan erreicht.
Infektionsüberwachung: Schnelle Unterscheidung von bakteriellen und viralen Infektionen, um den Missbrauch von Antibiotika zu vermeiden. Überwachen Sie beispielsweise die postoperativen Infektionen in Echtzeit, indem Sie den Geruch der Wundbandage analysieren.
Frühwarnung für neurologische Erkrankungen: Studien haben gezeigt, dass der Hautgeruch bei Patienten mit Parkinson und Alzheimer spezifische Marker hat und die Elektronennose ein neues Werkzeug für die Frühdiagnose ist.
Erkrankungsdiagnose

Intelligente Landwirtschaft: "Qualitätshüter" vom Boden bis zum Tisch
Teil 3
Herkunftsrückverfolgung und Authentizierung: Wein, Tee, Kaffee, Olivenöl usw. aus verschiedenen Herkunftsorten haben einzigartige Geruchsmerkmale. AIRSENSE Electronic Nose kann eine Datenbank erstellen, um die Echtheit und Herkunft von Produkten schnell und genau zu identifizieren und Fälschungen zu bekämpfen.
Echtzeitüberwachung der Frische: Durch die Erkennung von Aminen und Sulfiden, die durch den Korruptionsprozess von Fleisch und Fischprodukten erzeugt werden, kann die elektronische Nase die Frische von Lebensmitteln objektiv bestimmen, die weit besser ist als die herkömmliche künstliche sensorische Bewertung, um die intelligente Kühlkette und das Bestandsmanagement zu unterstützen.
Frühwarnung vor Pflanzenkrankheiten: Eine mit der Krankheit infizierte Pflanze setzt bestimmte flüchtige Gase frei, wenn sie nicht mit dem bloßen Auge erkannt werden kann. Die Integration einer elektronischen Nase in eine Drohne oder einen Feldsensor ermöglicht eine umfassende Pflanzengesundheitsüberwachung und eine präzise Dosierung.

Intelligente Umweltschutz: Aufbau unsichtbarer „Netzwerke der Geruchserfühlung“
Teil 4
Nachverfolgung und Frühwarnung von Verschmutzungsquellen: Die Bereitstellung eines elektronischen Nasenetzwerks in Chemieparks oder städtischen Schwerpunktgebieten ermöglicht die Echtzeitüberwachung von giftigen und gefährlichen Luftgasen und die schnelle Identifizierung von Verschmutzungsquellen, was wertvolle Zeit für die Notfallreaktion gewinnt.
Entsorgung und Sortierung von Müll: Durch die Identifizierung von Gerüchen, die Optimierung von Deodorisationssystemen an Müllstationen und sogar die Unterstützung von intelligenten Robotern bei der feineren Sortierung von Müll.
Öffentliche Sicherheit: An Schlüsselplätzen wie Flughäfen und U-Bahnen kann die elektronische Nase als wirksames Ergänzungsmittel zur Detektion von Sprengstoffen dienen und eine berührungslose und schnelle Untersuchung von verdächtigen Gegenständen ermöglichen.

Intelligenter Konsum: Der 'Geruchsinteraktor' für die Rekonstruktion der Lebenserfahrung
Teil 5
Intelligentes Zuhause: Der intelligente Kühlschrank der Zukunft kann eine kleine elektronische Nase integrieren, die die Korruption von Lebensmitteln automatisch überwacht und Einkaufslisten erstellt; Intelligente Toiletten können den Anwendern eine vorläufige Gesundheitsrisikobewertung durch die Analyse des Geruchs von Abfällen ermöglichen.
Augmented Reality und Unterhaltung: In Kombination mit Geruchsablösungsgeräten kann die elektronische Nase ein geschlossenes AR/VR-System bilden. So riechen Sie zum Beispiel den Rauch auf dem Schlachtfeld im Spiel oder den Duft des Waldes im Film, um ein wirklich immersives Erlebnis zu erzielen.
Personalisiertes Marketing: Ein personalisierter Service im Einzelhandelsgeschäft, der durch die Analyse der Geschmackspräferenzen und die Empfehlung des am besten passenden Parfüms, Hautpflegeproduktes oder Heimdarfums bereitgestellt wird.

Schlussfolgerung

Die elektronische Nase von AIRSENSE bricht den stillen, geruchslosen Zustand der digitalen Welt und verwandelt diesen unaussprechlichen Geruch in übertragbare, analysierbare und anwendbare digitale Informationen. Vom Schutz der Gesundheit über die Sicherstellung der Lebensqualität über die Verbesserung der industriellen Effizienz bis hin zur Schaffung neuer Erfahrungen: Diese Welle von Innovationen, die vom digitalen Geruch geleitet werden, ist ein Hinweis auf eine intelligentere, präzisere und geruchsfüllere Zukunft.