Harufu iko karibu nasi, na mara nyingi hutawanyika haraka-katika hali ya hatari kama moto wa nyika, kwa mfano, hali ya upepo hubeba moshi wowote (na harufu ya moshi) kutoka kwa asili yake. Kutuma watu kuangalia maeneo ya maafa daima ni hatari, kwa hivyo ni nini ikiwa roboti iliyo na pua ya kielektroniki, au pua ya kielektroniki, inaweza kufuatilia hatari kwa “kunusa” kwa ajili yake? Wazo hili lilichochea utafiti wa hivi majuzi katika Maendeleo ya Sayansi, ambapo watafiti walitengeneza pua ya elektroniki ambayo haiwezi tu kugundua harufu kwa kasi sawa na mfumo wa kunusa wa panya, lakini pia kutofautisha kati ya harufu na mifumo maalum ambayo hutoa wakati wa kuingiliana nayo. sensor ya e-pua. Michael Schmuker, profesa katika Chuo Kikuu cha Hertfordshire, Uingereza, anasema hivi: “Vinukizi vinapochukuliwa na mkondo wa hewa wenye msukosuko, hukatwa katika vifurushi vidogo vidogo. Schmuker anasema kwamba pakiti hizi za harufu zinaweza kubadilika kwa haraka, ambayo ina maana kwamba mfumo madhubuti wa kuhisi harufu unahitaji kuwa wa haraka ili kuzigundua. Na jinsi pakiti hubadilika—na jinsi hilo hutokea mara kwa mara—inaweza kutoa dalili kuhusu umbali wa chanzo cha harufu. 150 °C na 400 °C hadi mara 20 kwa sekunde. Athari za redox hufanyika kwenye uso wa kuhisi wakati inapogusana moja kwa moja na harufu. Pua mpya ya kielektroniki ni ndogo kuliko kadi ya mkopo, na inajumuisha vitambuzi kadhaa kama vile ile iliyo kulia.Nik Dennler et al. Pua ya elektroniki ni ndogo kuliko kadi ya mkopo, ikiwa na matumizi ya nguvu ya wati 1.2 hadi 1.5 pekee (pamoja na kichakataji kidogo na usomaji wa USB). Watafiti waliunda mfumo huo na vipengee vilivyo nje ya rafu, na miingiliano ya dijiti iliyoundwa maalum ili kuruhusu mienendo ya harufu kuchunguzwa kwa usahihi zaidi wanapokutana na elektroni zenye joto zinazounda uso wa kuhisi. “Vinuru hutiririka karibu nasi angani na baadhi yao huguswa na uso huo wa joto,” anasema Schmuker. “Jinsi wanavyoitikia inategemea muundo wao wenyewe wa kemikali – wanaweza kuongeza oksidi au kupunguza uso – lakini athari ya kemikali hufanyika.” Matokeo yake, upinzani wa electrodes ya oksidi ya chuma hubadilika, ambayo inaweza kupimwa. Kiasi na mienendo ya mabadiliko haya ni tofauti kwa mchanganyiko tofauti wa harufu na vifaa vya sensor. Pua ya elektroniki hutumia jozi mbili za vitambuzi vinne tofauti ili kuunda muundo wa mikondo ya kukabiliana na ukinzani. Mikondo ya majibu ya ukinzani inaonyesha jinsi upinzani wa kitambuzi unavyobadilika baada ya muda kulingana na kichocheo, kama vile harufu. Miindo hii hunasa ubadilishaji wa kitambuzi wa mwingiliano wa kimwili—kama molekuli ya harufu inayofungamana na uso wake—kuwa mawimbi ya umeme. Kwa sababu kila harufu hutoa muundo tofauti wa mwitikio, kuchanganua jinsi ishara ya umeme inavyobadilika kwa wakati huwezesha utambuzi wa harufu maalum. “Tuligundua kuwa kubadili kwa kasi halijoto na kurudi kati ya 150°C na 400°C takribani mara 20 kwa sekunde kulizalisha mifumo bainifu ya data ambayo ilifanya iwe rahisi kutambua harufu maalum,” anasema Nik Dennler, Ph.D mbili. mwanafunzi katika Chuo Kikuu cha Hertfordshire na Chuo Kikuu cha Western Sydney. Kwa kuunda picha ya jinsi kinukio kinavyofanya katika halijoto hizi tofauti, miindo ya majibu inaweza kuchomekwa kwenye kanuni ya kujifunza ya mashine ili kuona ruwaza zinazohusiana na harufu maalum. Ingawa e-pua “hainusi” kama pua ya kawaida, mzunguko wa joto wa mara kwa mara wa kugundua harufu unakumbusha kunusa mara kwa mara kunakofanywa na mamalia. Kutumia E-pua katika Usimamizi wa Maafa Ugunduzi wa 2021 na watafiti katika Taasisi ya Francis Crick huko London na Chuo Kikuu cha London ulionyesha kuwa panya wanaweza kubagua mabadiliko ya harufu hadi mara 40 kwa sekunde – kinyume na imani ya muda mrefu kwamba mamalia wanahitaji. moja au kadhaa hunusa ili kupata taarifa yoyote ya harufu ya maana. Katika kazi hiyo mpya-iliyofanywa kwa sehemu na watafiti wale wale nyuma ya ugunduzi wa 2021-watafiti waligundua kuwa pua ya elektroniki inaweza kugundua harufu haraka kama panya inaweza, na uwezo wa kutatua na kuamua kushuka kwa harufu hadi mara 60 kwa sekunde. . E-pua kwa sasa inaweza kutofautisha kati ya harufu 5 tofauti inapowasilishwa moja moja au katika mchanganyiko wa harufu mbili. Pua ya elektroniki inaweza kugundua harufu za ziada ikiwa imefunzwa kufanya hivyo. “Tuligundua kuwa inaweza kutambua kwa usahihi harufu katika milisekunde 50 tu na kuainisha mifumo kati ya harufu inayobadilika hadi mara 40 kwa sekunde,” anasema Dennler. Kwa kulinganisha, utafiti wa hivi majuzi kwa wanadamu unapendekeza kizingiti cha kutofautisha kati ya harufu mbili zinazofunga vipokezi sawa vya kunusa ni takriban 60 ms. Mahitaji ya nguvu ndogo na wastani yanaweza kuwezesha e-pua kutumwa katika roboti zinazotumiwa kubainisha chanzo cha harufu. “Teknolojia nyingine za haraka zipo, lakini kwa kawaida huwa nyingi sana na utahitaji betri kubwa kuziwezesha,” anasema Schmuker. “Tunaweza kuweka kifaa chetu kwenye roboti ndogo na kutathmini matumizi yake katika programu ambazo unatumia mbwa wa kunusa kwa leo.” “Mara tu unapoendesha gari, kutembea, au kuruka huku na huku, unahitaji kuwa na uwezo wa kuhisi haraka,” asema Dennler. “Kwa kutumia e-pua yetu, tunaweza kunasa taarifa za harufu kwa kasi kubwa. Maombi ya msingi yanaweza kuhusisha kazi za urambazaji zinazoongozwa na harufu, au, kwa ujumla zaidi, kukusanya maelezo ya uvundo wakati wa kusonga. Watafiti wanaangalia kutumia roboti hizi ndogo za e-nose katika programu za kudhibiti maafa, ikijumuisha kutafuta moto wa nyikani na uvujaji wa gesi, na kupata watu waliofukiwa kwenye kifusi baada ya tetemeko la ardhi. Kutoka kwa Makala ya Tovuti YakoMakala yanayohusiana na Wavuti