Компьютер лучше собаки
Компьютер лучше собаки

Нейронные сети стали натаскивать на запахи

Ученые Лаборатории космических исследований в области технологий, систем и процессов Национального исследовательского университета Высшая школа экономики (НИУ ВШЭ) научили нейросетевой искусственный интеллект распознавать запахи. Ими запатентовано малогабаритное устройство «Электронный нос». Оно не только различает разные химические вещества и даже газовые смеси, но и умеет запоминать новые запахи. Специалисты НИУ ВШЭ уверены, что их прибор существенно облегчит жизнь службам безопасности и обычным гражданам.

«Электронный нос» — это газоанализатор, измерительный прибор для определения качественного и количественного состава газовых смесей. Новаторство ученых НИУ ВШЭ заключается в том, что устройство разработано на основе твердотельных газочувствительных  матриц, состоящих из полупроводниковых  датчиков, с использованием быстрообучаемого нейросетевого искусственного интеллекта. Это делает работу прибора сопоставимой с работой органов обоняния живых существ, которые запоминают новые запахи и, встретив их снова, с легкостью их распознают. 

«Датчиков газа и запахов существует великое множество. Но они все настроены на один какой-нибудь запах, - прокомментировал работу своего коллектива профессор Московского института электроники и математики НИУ ВШЭ Владимир Кулагин. - Допустим, у шахтеров есть датчик на метан, и когда в штольню просачивается этот газ, он его четко фиксирует и включает сигнал тревоги. Но если датчику требуется распознать смесь газов, тут начинаются проблемы. Датчик выделит метан из этой смеси, а другие газы попросту «не увидит». Однако очень часто возникает ситуация, когда опасность исходит именно от смеси газов».

«В настоящее время специалисты МИЭМ НИУ ВШЭ работают над алгоритмами, текстами программ и методикой нейросетевого распознавания запахов. Основная задача заключается в увеличении образов запахов. Нам надо научить наш прибор распознавать опасные и неопасные смеси газов, и быстро их запоминать. А для этого необходимо получить характеристики разных газов» - делится планами на будущее профессор Владимир Кулагин.

Прибор «Электронный нос» может поймать запах, но не суметь распознать его сразу. Тогда он начнет поиск в базе данных максимально близкого запаха, определяемого по расстоянию Хэмминга между двумя кодами - как далеко они находятся друг от друга?

Расстояние Хэмминга — это количество различающихся позиций для строк одинаковой длины. Например, HD (100, 001 ) = 2. Расстояние Хэмминга используется для поиска близких дубликатов, распознавания образов, классификации документов, исправления ошибок, обнаружения вирусов и так далее.

В результате искусственный интеллект «Электронного носа» разыщет максимально близкий код. Если же образа определяемого запаха не найдется (то есть для всех нейронных сетей будут обнаружены большие расхождения кодов по расстоянию Хэмминга), то будет принято решение о регистрации нового, неизвестного ранее запаха.

В этом случае образ нового запаха запишется в базу данных, и на его распознавание будет обучена новая нейронная сеть. Если в базе данных будет обнаружено два близких образа запахов, устройство отдаст предпочтение тому, чей код ближе к эталонному по расстоянию Хэмминга. Ошибки «Электронного носа», которые могут возникнуть из-за старения матрицы газочувствительных датчиков, поддаются коррекции, что можно записать новому устройству только в преимущество.

Сфера применения «Электронного носа» будет невероятно широка. Он может применяться для мониторинга окружающей среды, защиты людей и объектов от террористических угроз, раннего оповещения техногенных катастроф, в бортовых устройствах авиационных и космических аппаратов, в устройствах контроля качества сырья, а также контроля запахов, возникающих при разных технологических процессах.

Российские ученые создали Непотопляемый металл Далее в рубрике Российские ученые создали Непотопляемый металлУченые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого запатентовали новую технологию получения нетонущего алюминиевого сплава. Читайте в рубрике «Инновации» Молчание СофииУникальная красотка-андроид на форуме в Сколково лишилась дара речи Молчание Софии

Комментарии

Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Не пропустите лучшие материалы!
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»