项目名称: 基于昆虫触角的生物/电子混合痕量气味传感技术研究

项目编号: No.60874098

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2009

项目学科: 金属学与金属工艺

项目作者: 李光

作者单位: 浙江大学

项目金额: 30万元

中文摘要: 本课题研究了基于昆虫触角的生物/电子混合痕量气体实时检测技术,目的在于利用一些生物嗅觉器官高度灵敏的特点,弥补现有人工气敏传感器灵敏度的不足;采用模拟嗅觉神经系统结构和信息处理机制的模型算法,对生物嗅觉器官响应信号进行处理和识别,以期在实现对较高浓度目标气体定量检测的同时,实现痕量气味信号的定性检测。 项目将以爆炸物气体为对象,利用蜜蜂触角对爆炸物微量分子的高度敏感特性,采用微电极技术检出包含目标气味响应的触角电位信号;根据生物嗅觉系统的非线性动力学特征,采用基于生物嗅觉系统介观模型的混沌算法的对检出信号进行处理,以达到强烈噪声背景下痕量气体味检测的目的。 进一步的研究,可以发展成高灵敏度的气味检测人工电子鼻,可以应用于反恐、缉毒、医学诊断、绿色农业和环境保护等多个领域,对神经仿生、生物机器人的发展也会起到非常重要的推动作用。

中文关键词: 传感器;昆虫触角;气味;实时检测;神经模型

英文摘要: In order to utilize high sensitivity of biological olfactory organs to supply the gap of the sensitivity of artificial gas sensors, this project studys a real-time trace odor detecting technique based on insect antenna/electronic device hybrid sensor systems. Adapting a structure to simulate olfactory system and a modeling algorithm of information processing, the olfactory response to odors are processed and recognized so that the gas can be quantitatively measured when the concentration is high and qualitatively detected when the concentration is in trace level. Explosive odors have been chosen as the measurement targets, and the honeybee's antenna has been chosen to utilize the high sensitivity to sense trace explosive odors. Based on the nonlinear dynamics of olfactory systems, the detected odor signal are processed using an algorithm derived from olfactory models to extract the odor information from strong noisy background. The nonlinearity of neural systems are studied, and the stochastic resonance is utilized to lower the detecting threshold and improve the systematic accuracy. Further study will lead to the results which are promising to apply to many fields, such as anti-terror, anti-drug abuse, clinic diagnoses, green agriculture and environment protection as well as to promote the development of neurological bionics and bio-robotics.

英文关键词: sensor; insect antenna; odor; real-time detction; neural model

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