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NASO ELETTRONICO?
Naso elettronico
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Il naso elettronico è una tecnologia, che nelle ipotesi, tende a sostituire/complementare il sistema
olfattivo umano in utilizzi che tendono a verificare le qualità degli odori. Attualmente, si tratta
di apparecchi elettronici
caratterizzati da architetture complesse, in cui si tenta di riprodurre il funzionamento del sistema
olfattivo dei mammiferi.
Principio di funzionamento e architettura generalizzata [modifica]
Il naso elettronico è un sistema biomimetico, progettato cioè per imitare il funzionamento dei sistemi
olfattivi che ritroviamo in natura come quello dei mammiferi o più specificatamente quello umano. Tipicamente
un naso
elettronico raccoglie ed elabora le informazioni provenienti da una serie di sensori di gas per lo più
realizzati con tecnologia a stato solido. Tali informazioni sono inizialmente codificate come grandezze
elettriche, ma
vengono immediatamente acquisite e digitalizzate al fine di essere elaborate numericamente da un sistema
di elaborazione. In pratica, un odorante viene descritto dal naso elettronico, sulla base delle risposte
dei singoli
sensori, come un punto o una regione di uno spazio pluridimensionale. Grazie a particolari algoritmi
mutuati dalla disciplina chiamata pattern recognition, un sistema naso elettronico costruirà, una mappa
olfattiva che
permetterà di effettuare sia analisi di tipo qualitativo sia di tipo quantitativo, discriminando, ad
esempio, l' origine di un determinato prodotto alimentare dal suo solo odore. Buona parte di questi
algoritmi opera confrontando
la descrizione di un nuovo odorante con quella di opportuni campioni di esempio precedentemente valutati
e richiedono, quindi, un periodo di tuning (fase di apprendimento)da effettuarsi precedentemente alla
fase operativa.
Al termine della fase di apprendimento il naso sarà in grado di classificare correttamente buona parte
degli odoranti che gli saranno sottoposti. L' architettura di un naso elettronico è significativamente
dipendente dall'
applicazione di riferimento per il quale viene progettato; da un punto di vista generale, comunque,
esso è di fatto caratterizzato dalla presenza di un sistema di aspirazione, da un numero cospicuo di
sensori di gas, da un
sottosistema di acquisizione e digitalizzazione e da un sottosistema di elaborazione dell' informazione
capace di implementare opportuni algoritmi di classificazione o regressione.
Applicazioni [modifica]
Attualmente i nasi elettronici vengono applicati principalmente nell’industria alimentare per il riconoscimento
della freschezza dei prodotti, nella rilevazione di frodi (controllo di origine, adulterazione), nella
rilevazione di
contaminanti come anche nell’industria ittica. Vengono inoltre applicati anche nell’industria della
cosmesi ed in quella dei vini e liquori.
Il settore del monitoraggio ambientale e quello della medicina rappresentano, invece, mercati emergenti
per i nasi elettronici. In entrambi questi campi, vengono utilizzati per la rilevazione di specie chimiche
prodotte da
batteri, per esempio, per applicazioni ambientali il “ciano batterio presente in specchi e corsi d’acqua,
o nel campo medico per rivelare la presenza di Escherichia coli”. Il problema fondamentale del naso
elettronico è, oltre
un certo ingombro per la quantità di sensori e sistemi necessari al funzionamento, l’utilizzo in ambienti
di laboratorio o comunque controllati, l’utilizzo di hardware e software non standardizzati.
Un aspetto importante per il futuro dei nasi elettronici riguarda infatti la standardizzazione dell’hardware,
del formato dati, dei protocolli di comunicazione tra sistemi differenti (es. sensori plug and play
su standard IEEE
1451), protocollo di trasmissione su standard TCP/IP per la probabile realizzazione di reti di misura
basate su nasi elettronici.
Lo sviluppo di queste tecnologie e la loro standardizzazione porterà i nasi elettronici a poter essere
utilizzati anche con operatore con assenza di nozioni sull’hardware e sul software dei nasi stessi.
In Italia esistono numerosi gruppi di ricerca ed aziende che si occupano di queste tecnologie con ottimi
risultati e rilevanza internazionale Presso il PSM, in collaborazione con il Gruppo Sensori e Microsistemi
del
Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell'Università degli studi di Roma Tor Vergata, è stato sviluppato
un naso elettronico in grado di poter funzionare in numerosi contesti applicativi. L'Area di Ricerca
del CNR di Tor
Vergata ha condotto, sotto la guida del prof Arnaldo D'Amico, il primo esperimento per la trasmissione
a distanza di sensazioni olfattive di un naso elettronico. Questo esperimento apre le porte per una
applicazione dei nasi
elettronico per la misurazione di odori in qualsiasi parte del mondo e trasmetterli per trarne le caratteristiche.
In ENEA (C.R. Portici) si stanno sviluppando piccoli nasi elettronici in grado di operare in rete (wireless)
e
collaborare quindi tra loro al fine di ricostruire l' immagine olfattiva di un ambiente per applicazioni
di controllo della qualità dell aria indoor.
Categoria: Terminologia informatica
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