Идеальный «компьютерный нос» создали учёные ЮФУ

Фото: ЮФУ

«Компьютерный нос», иначе называемый биогибридной обонятельной системой, создан командой учёных Научно-исследовательского технологического центра Нейротехнологий ЮФУ для поиска запрещённых веществ и проверки грузов. Данная разработка более чем в миллион раз превосходит аналоги по чувствительности, сообщает центр общественных коммуникаций вуза.

К созданию такой системы донских учёных побудило несовершенство существующих методов поиска запрещенных веществ. Специалисты утверждают, что большинство млекопитающих относится к так называемым макросматикам – животным с высокоразвитым обонянием. Эти виды способны различать в воздухе чрезвычайно малые концентрации веществ. Данная способность широко используется при обеспечении безопасности, однако эффективность специально тренированных животных нередко снижается из-за их физиологического состояния, поведенческих особенностей, психологических факторов при взаимодействии с людьми.

Система же созданная специалистами Научно-исследовательского технологического центра нейротехнологий ЮФУ позволяет для поиска запрещенных веществ и проверки грузов интегрировать животное в компьютерное распознавание запахов. Биогибридная система, основанная на малоинвазивных (безоперационных) имплантатах и нейросетях, по словам донских ученых, превосходит лучшие аналоги по чувствительности более чем в миллион раз, а «натаскать» ее на любое новое вещество можно всего за полчаса.

«Мы создали сверхчувствительную систему, состоящую из животного, в обонятельную луковицу которого вживлена матрица микроэлектродов. Такая система способна усиливать биологические сигналы, включает в себя аналого-цифровой преобразователь и специальное программное обеспечение на основе большого набора нейросетей», – пояснил ведущий научный сотрудник НИТЦ нейротехнологий ЮФУ Пётр Косенко.

Учёный отметил, что благодаря новой системе можно проводить подробную регистрацию и анализ того, что именно животное вдыхает в данный момент. Таким образом, разработку нельзя обмануть, замаскировав, например, запрещенное вещество с помощью резких запахов.

«Мы добились повышения чувствительности распознавания примерно на девять порядков по сравнению с большинством технических аналогов. С помощью нашей компьютерной программы происходит считывание активности мозга, из нее извлекаются паттерны электрических сигналов, отвечающие конкретному веществу или набору веществ, – отметил Пётр Косенко. - Данной проблематикой довольно активно занимаются за рубежом, однако пока глубокой и эффективной интеграции математического и биологического аппарата, как в нашей работе, там достигнуто не было».

Лабораторные исследования показали стопроцентную эффективность новой системы. Сейчас разработка проходит полевые испытания.

Отличительной особенностью новой донской разработки является высокая скорость анализа и низкая себестоимость.