眾所周知,電子技術剛一出現,就被用於製造照相機和擴音器,從而擴大了人的視覺和聽覺功能。而另外三種感覺,嗅覺、味覺和觸覺卻大大落後了。然而今天的情況已不再是這樣了。實現嗅覺、味覺和觸覺功能的電子係統正在迅速發展。同時,新技術的出現,特別是生物芯片的出現,有希望大大延伸這三種感官的能力。 一、嗅覺係統 電dian子zi感gan覺jiao傳chuan感gan器qi中zhong開kai發fa應ying用yong最zui廣guang泛fan的de當dang屬shu電dian子zi鼻bi,其qi中zhong英ying國guo以yi其qi雄xiong厚hou的de人ren才cai資zi源yuan和he研yan究jiu基ji礎chu處chu於yu世shi界jie領ling先xian地di位wei,英ying國guo的de蘇su格ge蘭lan高gao地di科ke學xue研yan究jiu集ji團tuan的de高gao級ji研yan究jiu員yuan喬qiao治zhi·多德被公認為電子嗅覺係統的先驅,他於1980年在沃威克大學首先研製出這種係統。 電(dian)子(zi)鼻(bi)是(shi)由(you)傳(chuan)感(gan)器(qi)陣(zhen)列(lie)構(gou)成(cheng)的(de)。陣(zhen)列(lie)中(zhong)的(de)每(mei)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)覆(fu)蓋(gai)著(zhe)不(bu)同(tong)的(de)具(ju)有(you)選(xuan)擇(ze)性(xing)吸(xi)附(fu)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)能(neng)力(li)的(de)導(dao)電(dian)聚(ju)合(he)物(wu)。吸(xi)附(fu)作(zuo)用(yong)將(jiang)改(gai)變(bian)材(cai)料(liao)的(de)電(dian)導(dao)率(lv),從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)能(neng)測(ce)量(liang)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)。陣(zhen)列(lie)中(zhong)所(suo)有(you)不(bu)同(tong)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)信(xin)號(hao)模(mo)式(shi)代(dai)表(biao)了(le)特(te)定(ding)的(de)氣(qi)味(wei)圖(tu)譜(pu),通(tong)過(guo)與(yu)已(yi)知(zhi)氣(qi)味(wei)數(shu)據(ju)庫(ku)相(xiang)比(bi)較(jiao)可(ke)識(shi)別(bie)出(chu)各(ge)種(zhong)氣(qi)味(wei)來(lai)。 大多數嗅覺係統都使用類似的原理。英國有幾家公司正在開發或銷售這種係統,例如,Osmetech公司把這種係統用到英國新千年標誌建築物中,能檢測與便池傳染有關的六種細菌。 英國的Neotronics公司在若幹年前即研製了一種電子鼻產品—eNose5000,現在又推出一種在線實時係統—ProSAT,這種係統標誌著電子鼻已經走出實驗室,進入了實際工作環境。ProSAT能適應各種不同的傳感器技術,從導電聚合物到金屬氧化物半導體(MOS)技術以及體聲波和表麵聲波器件等,主要應用於食品加工發酵和釀造業,以及在線水監測,醫學係統和火檢測等。 英(ying)國(guo)諾(nuo)丁(ding)漢(han)大(da)學(xue)食(shi)品(pin)科(ke)學(xue)係(xi)另(ling)僻(pi)蹊(qi)徑(jing),研(yan)製(zhi)了(le)一(yi)種(zhong)基(ji)於(yu)質(zhi)譜(pu)原(yuan)理(li)的(de)新(xin)的(de)電(dian)子(zi)嗅(xiu)覺(jiao)係(xi)統(tong)。這(zhe)種(zhong)係(xi)統(tong)能(neng)分(fen)析(xi)人(ren)吃(chi)東(dong)西(xi)時(shi)鼻(bi)子(zi)中(zhong)嗅(xiu)到(dao)的(de)香(xiang)味(wei),用(yong)於(yu)解(jie)決(jue)如(ru)何(he)生(sheng)產(chan)出(chu)不(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的(de)好(hao)食(shi)品(pin),例(li)如(ru),生(sheng)產(chan)具(ju)有(you)更(geng)佳(jia)香(xiang)味(wei)的(de)低(di)熱(re)能(neng)食(shi)品(pin),該(gai)係(xi)統(tong)目(mu)前(qian)已(yi)有(you)銷(xiao)售(shou)。 另一種最近開發的電子鼻是由美國加裏福尼亞工學院研製的Cyranose230,這是一種手持式的由32個傳感器組成的單元。經過“培訓”,它能嗅出特定種類的稻米,不但能說出其種類,而且可指出其產地。 二、味覺係統 與氣味最密切相關的感覺是味覺。一些國外的研究人員正努力開發電子舌,它能品嚐出不同種類的溶液。 美(mei)國(guo)德(de)克(ke)薩(sa)斯(si)大(da)學(xue)的(de)一(yi)項(xiang)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)轉(zhuan)入(ru)商(shang)品(pin)化(hua)生(sheng)產(chan)診(zhen)斷(duan)儀(yi)器(qi)階(jie)段(duan)。這(zhe)種(zhong)電(dian)子(zi)舌(she)是(shi)由(you)微(wei)加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)製(zhi)成(cheng)的(de)網(wang)狀(zhuang)矽(gui)片(pian)組(zu)成(cheng),裏(li)麵(mian)還(hai)有(you)一(yi)些(xie)小(xiao)顆(ke)粒(li)。與(yu)小(xiao)顆(ke)粒(li)相(xiang)接(jie)觸(chu)的(de)是(shi)化(hua)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi),它(ta)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)顏(yan)色(se)對(dui)刺(ci)激(ji)源(yuan)產(chan)生(sheng)響(xiang)應(ying)。所(suo)以(yi)矽(gui)片(pian)被(bei)放(fang)在(zai)光(guang)源(yuan)和(he)成(cheng)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)之(zhi)間(jian)。第(di)一(yi)台(tai)樣(yang)機(ji)是(shi)為(wei)檢(jian)測(ce)酸(suan)性(xing)和(he)粘(zhan)度(du)而(er)設(she)計(ji)的(de)。由(you)於(yu)每(mei)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)響(xiang)應(ying)不(bu)同(tong)的(de)物(wu)質(zhi),從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)獨(du)特(te)的(de)紅(hong)、綠、藍色的組合。它能同時分析若幹種化學成分。 正是這種傳感器的通用性使它適用於測量和分析含有各種生物和非生物化學成分的溶液,包括毒素、藥品、代謝物、細菌和血液產品等等。 俄e羅luo斯si聖sheng彼bi得de堡bao大da學xue研yan製zhi的de電dian子zi舌she能neng鑒jian別bie不bu同tong類lei型xing的de軟ruan飲yin料liao和he酒jiu,區qu分fen各ge種zhong咖ka啡fei和he分fen析xi血xue漿jiang成cheng份fen。處chu理li電dian子zi舌she產chan生sheng的de數shu據ju如ru同tong獲huo得de化hua學xue結jie果guo一yi樣yang重zhong要yao。 由於電子舌矩陣中傳感器數量多達40個ge,在zai多duo組zu分fen環huan境jing中zhong每mei個ge傳chuan感gan器qi都dou會hui產chan生sheng一yi個ge複fu雜za的de響xiang應ying,因yin此ci必bi須xu進jin行xing多duo維wei數shu據ju處chu理li和he利li用yong不bu同tong模mo式shi識shi別bie法fa實shi現xian,例li如ru,仿fang真zhen神shen經jing網wang絡luo,或huo多duo變bian量liang校xiao正zheng係xi統tong等deng。每mei種zhong數shu據ju處chu理li方fang法fa都dou有you自zi己ji的de優you缺que點dian和he局ju限xian性xing,因yin此ci必bi須xu認ren真zhen加jia以yi考kao慮lv才cai能neng得de到dao可ke靠kao的de食shi品pin和he分fen析xi結jie果guo。 dianzijiancedejibenmudeshipingjiawuzhi,zuihaoshishishipingjia,jiuxiangwomenwenweihechidongxishinayang。zheleixitongdeqianzaiyingyongjuebujinxianyushipinweishengnayangmingxiandelingyu,haikeyongyuyixue、生物技術和許多其它工業部門,例如,Purdue大(da)學(xue)開(kai)發(fa)的(de)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)生(sheng)物(wu)芯(xin)片(pian),通(tong)過(guo)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)與(yu)生(sheng)物(wu)材(cai)料(liao)相(xiang)結(jie)合(he),具(ju)有(you)極(ji)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)。僅(jin)在(zai)幾(ji)個(ge)月(yue)前(qian)宣(xuan)布(bu)的(de)這(zhe)種(zhong)新(xin)型(xing)生(sheng)物(wu)芯(xin)片(pian),有(you)可(ke)能(neng)改(gai)變(bian)以(yi)往(wang)許(xu)多(duo)檢(jian)測(ce)和(he)診(zhen)斷(duan)方(fang)法(fa)。正(zheng)是(shi)基(ji)於(yu)這(zhe)種(zhong)蛋(dan)白(bai)質(zhi)匹(pi)配(pei)技(ji)術(shu)及(ji)其(qi)首(shou)次(ci)非(fei)實(shi)驗(yan)室(shi)應(ying)用(yong),將(jiang)開(kai)發(fa)出(chu)一(yi)類(lei)能(neng)檢(jian)測(ce)曾(zeng)經(jing)在(zai)1999年奪走500人生命並導致數千人患嚴重疾病的利斯特氏病原菌。 zhezhongxinpiannengzaixuduolingyushixiankuaisuzhenduan,nengshishiceshishipinzhongdu。tayudangjinxuyaoduishipinjinxingrengongpeiyuyangpindefangfawanquanbutong。qitayingyonghaiyou,faxiankongqizhongdeshenghuawuqishifangwu、診斷通常的疾病、檢測作物疾病和發現民間藥品中的有益生物化學成份。 一(yi)種(zhong)蛋(dan)白(bai)質(zhi)就(jiu)象(xiang)一(yi)把(ba)鎖(suo),隻(zhi)有(you)一(yi)把(ba)鑰(yao)匙(chi)能(neng)打(da)開(kai)它(ta)。而(er)通(tong)過(guo)靜(jing)電(dian)吸(xi)引(yin)的(de)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)把(ba)一(yi)種(zhong)蛋(dan)白(bai)質(zhi)固(gu)定(ding)到(dao)生(sheng)物(wu)芯(xin)片(pian)上(shang)。在(zai)生(sheng)物(wu)芯(xin)片(pian)內(nei)部(bu),矽(gui)基(ji)底(di)被(bei)刻(ke)蝕(shi)出(chu)通(tong)道(dao),保(bao)證(zheng)化(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)能(neng)從(cong)輸(shu)入(ru)端(duan)到(dao)達(da)塗(tu)有(you)蛋(dan)白(bai)質(zhi)試(shi)劑(ji)的(de)薄(bo)電(dian)極(ji)。當(dang)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)鑰(yao)匙(chi)分(fen)子(zi)接(jie)觸(chu)到(dao)蛋(dan)白(bai)質(zhi)試(shi)劑(ji)時(shi),則(ze)電(dian)極(ji)阻(zu)抗(kang)下(xia)降(jiang),通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)可(ke)讀(du)出(chu)被(bei)觸(chu)發(fa)的(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)試(shi)劑(ji)。這(zhe)種(zhong)芯(xin)片(pian)包(bao)含(han)由(you)通(tong)道(dao)連(lian)接(jie)的(de)一(yi)係(xi)列(lie)孔(kong),它(ta)是(shi)由(you)帶(dai)氧(yang)化(hua)表(biao)麵(mian)的(de)矽(gui)晶(jing)片(pian)經(jing)光(guang)刻(ke)工(gong)藝(yi)製(zhi)成(cheng)的(de),之(zhi)後(hou)再(zai)用(yong)玻(bo)璃(li)密(mi)封(feng)起(qi)來(lai)。含(han)有(you)被(bei)測(ce)樣(yang)品(pin)的(de)液(ye)體(ti)通(tong)過(guo)與(yu)芯(xin)片(pian)連(lian)接(jie)的(de)管(guan)路(lu)泵(beng)入(ru)通(tong)道(dao)中(zhong),通(tong)過(guo)它(ta)可(ke)以(yi)觀(guan)察(cha)熒(ying)光(guang)示(shi)蹤(zong)分(fen)子(zi)。 三、觸覺係統 chujiaoyezhengbeirengongfangzhen。meiguoyilinuosidaxuedeyanjiurenyuanzhengzaiyanzhiyizhongxiangtoufayiyangdechujiaochuanganqi。zhongsuozhouzhi,xuduodongwuhekunchongdounengyongqimaofabianbiexuduobutongshiwu,baokuofangxiang、平衡、速度、聲音和壓力等。這種人造毛發是利用撓性很好的玻璃和多晶矽製造的,通過光刻工藝由矽基底刻蝕出來的。 這zhe種zhong人ren造zao毛mao發fa的de大da型xing陣zhen列lie可ke用yong於yu空kong間jian探tan測ce器qi上shang,其qi探tan測ce周zhou圍wei環huan境jing的de能neng力li遠yuan遠yuan超chao出chu當dang今jin已yi有you的de任ren何he係xi統tong,美mei國guo宇yu航hang局ju目mu前qian正zheng積ji極ji參can與yu這zhe項xiang研yan究jiu。 zhezhongchuanganqimianlindezuidatiaozhanshichanshengdeshujuliangtaida。weibikaizheyiwenti,yanjiurenyuanshouxianyanjiuhemofanglewomenzishenchujiaoxitongdegongzuo。tamenzhidaomeigeshouzhidayueyou200根gen神shen經jing,而er且qie還hai有you錯cuo綜zong複fu雜za的de表biao皮pi紋wen理li,所suo以yi它ta產chan生sheng的de數shu據ju量liang之zhi多duo連lian大da腦nao都dou難nan以yi處chu理li。但dan是shi由you於yu皮pi膚fu的de彈dan性xing就jiu象xiang一yi個ge低di通tong濾lv波bo器qi,它ta能neng濾lv掉diao一yi些xie細xi枝zhi末mo節jie,所suo以yi才cai使shi大da腦nao的de這zhe項xiang處chu理li簡jian化hua可ke行xing。他ta們men正zheng借jie鑒jian這zhe一yi事shi實shi解jie決jue人ren造zao毛mao發fa數shu據ju量liang過guo大da的de問wen題ti。
手機版







