В Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе ведётся разработка электронного носа — системы искусственного обоняния, способной распознавать не отдельные газы, а целостные запаховые профили. Об этом рассказал научный руководитель лаборатории двумерных материалов, кандидат физико-математических наук Максим Рабчинский.
Работы начались в 2022 году после получения бюджетного финансирования по итогам конкурса. Тогда в институте была создана молодёжная Лаборатория двумерных материалов для устройств микроэлектроники. Коллектив охватывает полный цикл: от синтеза производных графена и разработки газочувствительных покрытий до создания мультисенсорных чипов, измерительных блоков и алгоритмов распознавания на основе машинного обучения. Ключевое ноу-хау — применение графеновых материалов собственного синтеза, что позволяет тонко настраивать их газочувствительные характеристики.
Сейчас технология проходит опытно-производственные испытания у ряда партнёров. Одно из направлений — диагностика утечек бытового газа. С конца прошлого года совместно с предприятием «СерпРегионГаз» ведётся разработка системы для жилых и производственных помещений, способной с высокой точностью фиксировать утечку газа или начавшееся возгорание. В отличие от стандартных решений, система осуществляет комплексный мониторинг воздуха: регистрирует не только метан, но и другие опасные вещества, а также бытовые события — например, дым от подгоревшей пищи.
Второе направление — мониторинг атмосферного воздуха. В партнёрстве с тольяттинской некоммерческой организацией АНО ИЦР «АирЛабРус» разрабатываются методы уличного контроля запаховых загрязнений. Проблема особенно актуальна для промышленных городов, где выбросы предприятий вызывают жалобы жителей. Эксперименты показали, что прибор способен не только фиксировать наличие запахов на мобильной или стационарной платформе, но и определять их источник. «Мы можем анализировать не просто отдельные газы, а так называемый запаховый профиль. У любого предприятия, когда происходит выброс, есть свой специфический запах. Обучая прибор регистрировать конкретно этот запах, мы можем не только зафиксировать его, но и сказать: вот это — с того предприятия, а это — с этого», — пояснил Рабчинский.
Среди других прикладных задач — контроль качества продукции. Электронный нос сравнивает запах реального образца с эталоном, что востребовано в алкогольной и парфюмерной индустрии для выявления контрафакта. Кроме того, решается и обратная задача — регистрация запахов, которых быть не должно. К разработчикам обратилось предприятие по производству наполнителей для мебели FOAMLINE с проблемой постороннего запаха у матрасов из-за нарушений технологических процессов. Система электронного носа могла бы заменить органолептический контроль человеком и автоматизировать отбраковку продукции. Работы в этом направлении уже ведутся.
