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前言：

人類是通過鼻腔中的嗅覺感受器來感知氣味成分的。

構成氣味成分的化學物質種類繁多，而且經常是多種氣味混合在一起。

由于這種復雜性，與視覺及聽覺等其他五感相比，嗅覺的數字化研發比較落后。

作者 ｜ 方文

圖片來源 ｜  網 絡

視覺、味覺、視覺均可走向數字化

氣味、圖像和聲音一樣，是可以分解為某些公式和符號的信息。

美國應用數學家香農將信息定義為［不確定性的消除］。

信息數字化主要是采樣，量化，和編碼，最后再還原出來。

就像顏色通過RGB三原色，再互相疊加就可以呈現幾乎囊括所有人類可視的顏色。

RGB是顏色采樣的標準，如果能找到建立味覺觸覺嗅覺采樣的標準，他們也可以進行數字化。

味覺來自味覺細胞呈遞給神經系統的信號，味覺細胞和受體是有限的，產生的電信號種類也是有限的，可以對神經模擬電信號。

近年來，得益于MEMS微納加工工藝和物聯網、大數據等技術深入發展，越來越多企業切入智能嗅覺領域，通過氣體傳感器和數字化平臺。

據調查公司Global Information預測，2026年氣味數字化相關市場規模將比2020年增加5成，擴大到15億美元。

數字嗅覺技術改變了現狀

目前相關服務的實用化動向接連不斷，背景原因除了捕捉分子的傳感器技術取得進步之外，還在于用來分析分子的AI性能提高。

數字嗅覺技術的兩大分支一個專注于不同氣味的數字檢測和分析，另一個專注于氣味的數字傳輸和再創造。

這些技術有可能徹底顛覆包括香水、食品、環境以及醫療保健在內的一系列行業。

實現食品質量、人體健康、工業材料品質、空氣質量等方面的監測，更好地以低成本方式替代人工，提升工作效率，推動氣味數字化產業的發展。

氣味數字技術就能夠實現這一點，它包含了將采集到的氣味進行存儲、編碼、傳輸、解碼、釋放的全流程，通過NFT技術能讓其成為數字資產，上傳到區塊鏈后即可保存下來。

日企用嗅覺數字化動向不斷

日立制作所開發出了可利用聲波測量多種氣味的傳感器。

日立的傳感器充分利用了氣味分子在光的照射下發生振動的特性。

把兩種潤滑油裝在容器里，分別靠近日立的氣味傳感器，就會判斷出一種是正常產品，另一種是已經過期的產品。

旭化成最早將于2023年度開始提供用氣味數據代替熟練工匠釀酒作業的服務。

旭化成將提供利用清酒的氣味數據來輔助生產的服務。目前正與日本清酒制造商吉乃川聯手推進實證實驗。

旭化成在由電子電路等構成的MEMS中采用了裝有多個［感應膜］的傳感器。

將各個膜的變形程度轉變成電信號，來分析釀酒時產生的氣體的種類和濃度等多種數據。

太陽誘電力爭運用自行進式氣味傳感器，檢查工廠設備等，計劃最早于2023年度實現商業化。

比如，裝有傳感器和攝像頭的機器人可以進入設備的背面等，檢測螺絲腐蝕和接線燒焦等氣味。

醫學AI嗅覺傳感器得到應用機會

從一個人的呼氣中早期發現［癌癥］，日本茨城縣中央醫院和筑波大學正在研究，病人呼出的氣味中已經發現，癌細胞會發出某種不同于正常細胞的特征性氣味。

這種氣味從癌細胞中釋放到血液中，通過肺部轉化呼出到空氣中，這種氣味成分是由人工智能AI嗅覺傳感器捕捉到的。

患者被要求在手術當天早上，將他們的呼吸放入一個袋子里，并在手術后一周和一個月收集他們的呼吸。

當在相同的房間溫度和濕度條件下采集樣本時，發現有可能以80％的準確率確定病人是否患有肺癌。

肺癌篩查現在需要X射線CT，但嗅覺傳感器可以輕松篩查大量人群，而且沒有輻射風險。術前和術后的數據已經達到可以區分兩者的程度。

氣體傳感器的微型化技術持續演進

新冠疫情期間，公眾對空氣質量傳感器的需求激增，該趨勢預計會一直持續。

氣體傳感器的檢測方法橫跨多個技術領域，從金屬氧化物半導體（MOS）等成熟技術，到光聲光譜法（PAS）等創新技術。

創新的氣體傳感器技術據稱可以作為鼻子和大腦的數字替代品，能夠客觀地量化氣味，使得嗅覺數字化。

當前氣體傳感器產品主要圍繞在單一氣體感知的傳感器或傳感器模塊上。

其中，國產廠家占整體市場規模5％，頭部集中率較低，中高端氣體傳感器主要為國外廠商壟斷。

現有市場單一傳感器難以滿足人工嗅覺傳感及未來氣味數字化技術的實際應用需求。

結尾：

在虛擬技術和人工智能的支持下，迅速崛起的數字嗅覺技術將支持多種用途，以改善人類生活、工作成果、產品質量，在食品、汽車維修、醫療保健和環境等不同領域。

在工廠、醫療健康和環境安全上，對于氣體傳感器的社會需求上會持續升級。

雖然氣體傳感器品類豐富，但是發展上一直是相對緩慢。

尤其是數字化平臺方面，能夠占據主要位置的企業更是寥寥無幾。

部分資料參考：日經中文網：《日企將嗅覺數字化，有望應用于工廠和醫療》，參考消息：《日本企業搶占嗅覺數字化商機》，MEMS：《氣體傳感器技術及市場－2022版》，AI實驗室：《數字氣味AI嗅覺》，維科網工控：《嗅覺數字化，這種“機器鼻子”究竟有多牛？》

       原文標題 : AI芯天下丨產業丨嗅覺數字化，日企將有望應用于工廠和醫療