Hệ thống khứu giác điện tử dựa trên các dãy cảm biến bán dẫn oxit kim loại

MRS Bulletin - Tập 29 - Trang 703-708 - 2011
Matteo Pardo, Giorgio Sberveglieri

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi trình bày về khứu giác điện tử Pico, một hệ thống khứu giác nhân tạo dựa trên các cảm biến bán dẫn màng mỏng, và hai ứng dụng: kiểm soát chất lượng thực phẩm (phân tích cà phê) và giám sát môi trường (mùi ở khu chôn lấp). Đối với cả hai ứng dụng, dữ liệu khứu giác điện tử có tương quan với nhóm giám khảo được đào tạo. Đối với cà phê, một chỉ số toàn cầu (gọi là chỉ số hedonic) mô tả sức hấp dẫn cảm quan có thể được dự đoán bằng khứu giác điện tử, và đối với khu chôn lấp, cường độ mùi có thể được định lượng. Trong bài báo này, chúng tôi nhấn mạnh tầm quan trọng của các cảm biến ổn định và nhạy, chẳng hạn như màng oxit kim loại được sản xuất bằng phương pháp phun và phân tích dữ liệu đa biến để khai thác kiến thức (ví dụ: tăng khả năng chọn lọc) từ dữ liệu.

Từ khóa

#khứu giác điện tử #cảm biến bán dẫn oxit kim loại #kiểm soát chất lượng thực phẩm #giám sát môi trường #phân tích dữ liệu đa biến

Tài liệu tham khảo

J. Gardner and P. Bartlett, Electronic Noses (Oxford University Press, 1999). H. Ulmer, J. Mitrovics, G. Noetzel, U. Weimar, and W. Gopel, Sens. Actuators, B 43 (1997) p. 24. P.N. Bartlett, T.M. Elliot, and J.W. Barcher, Food Technol. 51 (1997) p. 44. F. Mellon, in Spectroscopic Techniques for Food Analysis, edited by R. Wilson (Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 1994). D. Pal, S. Sachdeva, and S. Singh, J. FoodSci. Technol. 32 (1995) p. 357. M. Pardo, G. Sberveglieri, IEEE Trans. Instrum. Meas. 51 (6) (December 2002) p. 1334. M. Falasconi, M. Pardo, G. Sberveglieri, I. Riccò, and A. Bresciani, “The Novel EOS835 Electronic Nose and Data Analysis for Evaluating Coffee Ripening,” IEEE Sens. J. (2004) in press. S. Singh, E. Hines, and J. Gardner, Sens. Actuators, B 30 (1996) p. 185. M. Pardo, G. Niederjaufner, G. Benussi, E. Comini, G. Faglia, G. Sberveglieri, M. Holmberg, and I. Lundstrom, Sens. Actuators, B 69 (2000). R.M. Stuetz, R.A. Fenner, S.J. Hall, I. Stratful, and D. Loke, Water Sci. Technol. 41 (6) (2000) p. 41. J. Nicolas, A.-C. Romain, D. Monticelli, J. Maternova, and Ph. Andŕ, in Proc. 7th Int. Symp. on Olfaction and Electronic Noses, edited by J. Gardner and K. Persaud (Institute of Physics Publishing, Bristol, UK, 2000) p. 141. G. Sberveglieri, S. Groppelli, P. Nelli, and C. Perego, Sens. Actuators, B 15-16 (1993) p. 86. E. Zampiceni, E. Bontempi, G. Sberveglieri, and L. Depero, Thin Solid Films 418 (1) (2002) p. 16 R.O. Duda, P.E. Hart, and D.G. Stork, Pattern Classification, 2nd ed. (John Wiley & Sons, New York, 2001). Andrew Webb, Statistical Pattern Recognition, 2nd ed. (John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2002). A.K. Jain, R.P.W. Duin, and J. Mao, IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence 22 (1) (2000) p. 4. M. Pardo, “Multivariate Data Analysis for Gas Sensor Arrays,” PhD thesis, Università di Brescia (March 2000). R. Gutierrez-Osuna and H.T. Nagle, IEEE Trans. Systems, Man, and Cybernetics B 29 (5) (1999) p. 626. M. Pardo and G. Sberveglieri, IEEE Sens. J. 2 (3) (2002) p. 203. C.M. Bishop, Neural Networks for Pattern Recognition (Oxford University Press, Oxford, 1995). G. Sberveglieri, G. Faglia, S. Groppelli, P. Nelli, and A. Camanzi, Semicond. Sci. Technol. 5 (41) (1990) p. 1231. E. Comini, V. Guidi, C. Frigeri, I. Ricco, and G. Sberveglieri, Sens. Actuators, B 84 (2002) p. 26. C. Garzella, E. Bontempi, L.E. Depero, A. Vomiero, G. Della Mea, and G. Sberveglieri, Sens. Actuators, B 93 (2003) p. 495. K. Galatsis, Y.X. Li, W. Wlodarski, E. Comini, G. Sberveglieri, C. Cantalini, S. Santucci, and M. Passacantando, Sens. Actuators, B 83 (2002) p. 276. H. Demuth and M. Beale, Manual of the Neural Network Toolbox, Version 3 (MathWorks, Novi, MI, 1998). M. Pardo and G. Sberveglieri, IEEE Sens. J. 4 (3) (June 2004) p. 355. M. Pardo, G. Sberveglieri, S. Gardini, and E. Dalcanale, Sens. Actuators, B 69 (2000) p. 359. M. Pardo, G. Sberveglieri, F. Masulli, and G. Valentini, Anal. Chim. Acta 446 (2001) p. 223. L. Odello and C. Odello, Espresso Italiano Tasting (Centro Studi e Formazione Assaggiatori, Brescia, Italy) 1998. M. Pardo and G. Sberveglieri. in Proc. 8th Int. Symp. on Olfaction and Electronic Noses, edited by J. Stetter and R. Penrose (The Electrochemical Society, Pennington, NJ, 2001) p. 15. M. Pardo, G. Niederjaufner, E. Comini, G. Faglia, and G. Sberveglieri, in Proc. 4th Italian Conf. on Sensors and Microsystems (World Scientific, Rome, 1999) p. 99. M. Falasconi, E. Gobbi, M. Pardo, M. della Torre, A. Bresciani, and G. Sberveglieri, Sens. Actuators, B (2004) in press.