機械狗裝AI鼻 同時「嗅」出多種毒氣

[2022.11.08] 發表
科大電子計算機工程學系教授范智勇團隊3名成員展示「仿生納米電子鼻晶片」(左圖),博士三年級生陳擇霖(左圖右)稱,晶片由半導體技術製成,氣體通過時得出指定數據讓機器辨識。團隊最新成果是將「電子鼻」安裝於「機器狗」(右圖),自動偵查有害氣體來源。(黃志東攝)

【明報專訊】科大電子計算機工程學系教授范智勇的研究團隊以半導體技術製成「仿生納米電子鼻晶片」,利用人工智能訓練後可識別多種氣體及氣味,相比傳統氣體偵測儀器每款只能偵測一種氣體,「電子鼻」每一塊晶片可偵測多款氣體,成本更低,耗電量更是傳統裝置千分之一。團隊最新研究成果是將「電子鼻」配合「機械狗」使用,助人類尋找有害氣體來源,化險為夷。

范智勇團隊研發的「電子鼻」,晶片尺寸小至2平方毫米,大小與指甲相若,由上萬個氣體感應器組合,可偵測多種揮發性氣味(見表),包括可致癌的甲醛、具刺激性的甲苯及丙酮,亦可偵測易燃氣體氫氣及常見空氣污染物二氧化氮等。研發成果昨於科大「業界交流日:創新與科技展」展出。

團隊成員之一、科大電子及計算機工程學系博士三年級生陳擇霖表示,團隊採用新的半導體物料結構製成晶片,吹入各種氣體時會得出特別數據,再藉由機器學習讓其辨認,「例如用一支高濃度一氧化碳『吹落去』,或者讓它『聞』酒精,(令裝置)記住氣味」。他指出,若在同一空間有多於一種氣味,經過人工智能訓練,「電子鼻」亦判斷得到。

成本「兩三位數」95%準 傳統儀器上萬

陳擇霖稱,現時偵測氣體的傳統技術成本較高。他解釋,若要檢驗室內空氣質素,傳統方法須派員取多個樣本,再帶到實驗室檢測,儀器成本每部需70萬至80萬元,另傳統手提式氣體偵測儀器每部亦需上萬元。他又說,團隊研發的「電子鼻」準確度可達95%,物料成本只需「兩位數至三位數」,一個「電子鼻」已可偵測1000至3000平方呎範圍內氣體。

有甲級寫字樓將用 亦可用於工業場景

應用方面,陳說除了辦公室亦可用於工業場景,「工廠比較多爆炸性氣體,例如一些實驗室會用較高濃度的工業用酒精清洗量杯」,酒精具揮發性,吸入過多對人體有害。他稱,產品已進入商品化階段,前年獲「大學科技初創企業資助計劃」(TSSSU)資助,成立「科創空氣有限公司」,現時已批量生產,有兩三間本港甲級寫字樓將採用。

他透露,團隊最新研發的技術,是將「電子鼻」裝置在「機械狗」身上,再透過人工智能等技術,讓「機械狗」自動追蹤氣味來源,該技術的研究論文已於今年9月完成,正待審閱後公布。

明報記者

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