机器嗅觉探源之三——机器嗅觉研究发展历程与现状

人们对具有高灵敏度和选择性的化学气敏传感器的探索已有很长的时间，最早可追溯到19世纪末。在过去的四十多年中，一些研究人员一直活跃在这一领域，包括Wilkens、Dravnieks、Tanyolac、Herberhold、Persaud、Dodd以及Abe等人，他们都曾经尝试设计和制造包含生物嗅觉系统概念的设备。1961年Moncrieff制成了一种机械式的气味检测装置，其可以检测简气体成分。但一直到1964 年Wilkens 和Hatman 研制出了世界上第一个“电子鼻”系统，其原理是利用气味在电极上的氧化-还原反应；次年Buck 等人利用气味调制电导和Dravieks 等人利用气味调制接触电位研制了另一种仿生嗅觉装置。1967年，日本Figaro公司率先将金属氧化物半导体气敏传感器商品化。由于当时气敏传感器发展技术的限制，不能形成传感器阵列对气味进行检测，使得开展仿生嗅觉技术研究推迟了20多年。20年后，由智能化学传感器阵列系统组成的用于气味分类的电子鼻概念出现在英国Warwick大学Persaud 等人(1982年)和日本日立公司的Ikegami(1985年1987年)的文章中。而电子鼻这个术语约在20 世纪80 年代晚期出现，当时它被专用于1987 年的一个会议。随后1989 年北大西洋公约组织关于化学传感器信息处理的高级专题讨论会则专门针对人工智能嗅觉及其系统设计这个专题。第一次致力于电子鼻的专题会议是在1990 年进行的。1994年，英国Warwick大学的Gardner和SouthamPton大学的Bartlet使用了“电子鼻”这一术语并给出了定义。从此，不仅对电子鼻的性能、标准、设计和相关技术做了广泛的研究，而且相关应用及仪器化也有了一定数量的报道。人工嗅觉技术走向实用最明显的标志是商品化、样机化仪器的出现。目前国外已有人工嗅觉装置。如由法国制造的嗅觉模拟装置Fox2000，它包含一个由12个金属氧化物传感器组成的阵列，其中每个传感器都有两个