日企将嗅觉数字化,有望应用于工厂和医疗

2022-11-28 原文 #日本経済新聞 的其它文章

日企将嗅觉数字化,有望应用于工厂和医疗 ——

在日本,用数字技术再现嗅觉并进行商业转化的动向接连不断。日立制作所开发出了可利用声波测量多种气味的传感器。旭化成最早将于2023年度开始提供用气味数据代替熟练工匠酿酒作业的服务。嗅觉一直被认为是五感中较难数字化的感觉,但其中隐藏着在生产一线及医疗等广泛领域产生创新性服务的可能性。

把两种润滑油装在容器里,分别靠近日立的气味传感器,就会判断出一种是正常产品,另一种是已经过期的产品。

日立的传感器能区分不同的润滑油

日立的传感器充分利用了气味分子在光的照射下发生振动的特性。原理是利用人工智能(AI)来分析因振动而产生的微弱声波,测定气味的种类和浓度。力争最早在2024年度实现商业化。预计用于食品厂的品质管理、检测工厂气体泄漏、发现摩擦等引起设备故障的预兆等用途。

以往主流的气味测定方式是分析传感器吸附的分子,一般一个传感器只能测定一种气味。

日立的装置运用声波,“一个传感器可检测多种气味,而且可以随意更改想要检测的气味”(日立全球生活解决方案研究部代理部长齐藤知哉)。还能掌握气味混杂在一起后的微妙变化。应用了该公司原来在通信系统业务中研究的光声技术。

人类是通过鼻腔中的嗅觉感受器来感知气味成分的。构成气味成分的化学物质种类繁多,而且经常是多种气味混合在一起。由于这种复杂性,与视觉及听觉等其他五感相比,嗅觉的数字化研发比较落后。

近来相关服务的实用化动向接连不断,背景原因除了捕捉分子的传感器技术取得进步之外,还在于用来分析分子的AI性能提高。据调查公司Global Information预测,2026年气味数字化相关市场规模将比2020年增加5成,扩大到15亿美元。各家企业纷纷结合自主技术,竞相提高检测精度。

旭化成将提供利用清酒的气味数据来辅助生产的服务。目前正与日本清酒制造商吉乃川联手推进实证实验。已于11月中旬进入第3期实验。旭化成此前一直在进行根据清酒的气味来判断酒精度数变化的实验,此次则追加了可自动计算应该为酒桶添加多少水的功能。


旭化成在由电子电路等构成的MEMS(微机电系统)中采用了装有多个“感应膜”(吸附气体后会发生变形)的传感器。将各个膜的变形程度转变成电信号,来分析酿酒时产生的气体的种类和浓度等多种数据。

以酿造工序为例,熟练的工匠会根据气味来确认发酵的进度。每天都要打开所有酒桶嗅闻气味,这项工作有时需要花费4个小时。如果利用传感器和数据的话,有望减轻这项工作的负担。而且,非熟练工人也能进行恰当的酿酒工作,有助于解决人手短缺等问题。

此外,太阳诱电力争运用自行进式气味传感器,检查工厂设备等。计划最早于2023年度实现商业化。比如,装有传感器和摄像头的机器人可以进入设备的背面等,检测螺丝腐蚀和接线烧焦等气味。让AI学习数据,然后计算并判断出气味最接近哪种类型。

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