В Южном федеральном университете молодые специалисты придумали «компьютерный нос». Прибор с удивительным названием представляет собой биогибридную обонятельную систему, превосходящую по чувствительности человеческую способность более, чем в миллион раз. Не чудо ли…
Почти все млекопитающие относятся к животным с высокоразвитым обонянием. Такие виды обладают удивительной способностью различать тысячи и тысячи крайне малых концентраций веществ в воздухе. Такая способность животных давно служит людям в целях обеспечения безопасности.
Натренированные животные безошибочно определяют запах запрещенных веществ, снарядов, прочих опасных «ароматов». Но современные требования ушли выше. Сейчас природных способностей животных оказалось недостаточно, поэтому эффективность результата страдает. В основном, это связано с поведенческими способностями животных, их физиологического состояния и даже психологических нюансов.
Команда ученых Научно-исследовательского технологического центра нейротехнологий ЮФУ разработали принципиально новую биогибридную систему. Изобретение позволяет интегрировать животное в компьютерное распознавание запахов для проверки грузов, например, или поиска запрещенных веществ.
Созданию новой технологии послужили малоинвазивные имплантаты и нейронные сети, которые на сегодня превосходят лучшие мировые аналоги по чувствительности более, чем в миллион раз. Кроме того, «натаскивание» новой системы на любое новое вещество происходит не более, чем за полчаса.
Система без преувеличения – сверхчувствительная. Как же это работает… В обонятельную луковицу животного вживлена матрица микроэлектродов. Здесь же включен усилитель биологических сигналов, аналого-цифровой преобразователь, а также особое программное обеспечение, состоящее из сложной комбинации нейросетей.
Ведущий научный сотрудник НИТЦ нейротехнологий ЮФУ Петр Косенко рассказал о том, что новая разработка способна проводить подробную регистрацию и анализ вдыхаемых животных запахов. И, если животное может ошибиться или «обмануть» человека, то система распознавания этого сделать не позволит. Даже, если запахи замаскировать другими, перебивающими основной.
Компьютерная программа безошибочно считывает активность мозга, затем извлекаются паттерны электрических сигналов конкретного вещества или набора веществ. До сего момента подобных систем распознавания создано не было во всем мире. Нынешний аналог превосходит своих предшественников более, чем в девять раз.
Безусловными преимуществами новой разработки стали высокая скорость анализа и низкая себестоимость. В опытных исследованиях ученые использовали старых добрых крыс. При этом жизнь животных находилась в безопасности. «Рабочая смена» каждой подопытной крысы составляла не более двух часов.
Сейчас новая технология проходит полевые испытания и скоро встанет на службу безопасности нашей страны.