*，電子技術剛一出現，就被用于制造照相機和擴音器，從而擴大(dà)了人的視覺和聽覺功(gōng)能。而另外三種感覺，嗅覺、味覺和觸覺卻大大落後了(le)。然而今天的情況已不再是這樣了。實(shí)現嗅覺、味覺和觸(chù)覺功能的電子系統正在迅速發展。同時，新技術的出現，特别是生物芯片的出現，有希望大大延伸這(zhè)三種(zhǒng)感官的能力。
一、嗅覺系統
電子感覺(jiào)
傳感器
中開發應(yīng)用zui廣泛(fàn)的當(dāng)屬電(diàn)子鼻，其中英國以(yǐ)其雄厚的人才資(zī)源和研究(jiū)基礎處(chù)于世界地位，英國的蘇格蘭高地科學研究集團的研(yán)究員喬治×多德被(bèi)*爲電子嗅覺系統的，他于1980年在沃威(wēi)克大學首先研制出這種系(xì)統。
電(diàn)子鼻是由
傳感器
陣列構(gòu)成的。陣列中的每個
傳感器
覆蓋着不同的具有選擇性吸附化學物質能力的導電聚合物。吸附作用将改(gǎi)變材料的電導率，從而産生一個能(néng)測量的電信号。陣列(liè)中所有不(bú)同
傳感器
産生的信号模式代表了特定(dìng)的氣味圖譜，通過與已知氣味數據庫相比較可(kě)識别出各種(zhǒng)氣味來。
大多數嗅覺系統都使(shǐ)用類似的原理。英國有幾家公司正在開(kāi)發或銷售這種系統，例(lì)如，Osmetech公司把這種系統用到英國新千年标志建築物中，能檢測與(yǔ)便池傳染有關(guān)的六種(zhǒng)細菌。
英國的Neotronics公(gōng)司在若幹年前即研制(zhì)了一種(zhǒng)電子鼻(bí)産品—eNose5000，現在又推(tuī)出一種在線實(shí)時系統—ProSAT，這種系統标志着電子(zǐ)鼻已經(jīng)走出實驗室，進入了實(shí)際工作環境。ProSAT能适應(yīng)各種不同的
傳感器
技術，從導電聚合物(wù)到金屬氧化物半導體(tǐ)（MOS）技術以及體聲波和表(biǎo)面聲波器件等，主(zhǔ)要應用于食品加工發酵(jiào)和釀造業，以及在線水監測，醫學(xué)系統和火檢測等。 英國諾丁漢大學食品科學系(xì)另僻蹊徑，研(yán)制了(le)一種基于質譜原理的新(xīn)的電子嗅(xiù)覺系統。這種系統能分析人吃東西時鼻子中嗅到(dào)的香味，用(yòng)于解決如何(hé)生産出(chū)不同種類的好食品，例如(rú)，生産(chǎn)具有更佳香味的低(dī)熱能食品(pǐn)，該系統目前已有銷售。
另一種zui近開(kāi)發的電子鼻是由美國加裏福尼亞工學院研制的Cyranose230，這是(shì)一種手持式的由32個
傳感器
組成的單元。經過“培訓(xùn)”，它能嗅出特定種類的稻米，不但能說出(chū)其種類，而(ér)且可指出其(qí)産地(dì)。
二(èr)、味覺(jiào)系統
與氣味zui密切相關的感覺是味覺。一些國外的(de)研究人員正努力開發電子(zǐ)舌，它能品嘗出不同種類的溶液。
美國德克薩(sà)斯大學的一項研究成(chéng)果已經開始轉入商品化生(shēng)産(chǎn)診斷儀器(qì)階(jiē)段。這種電子(zǐ)舌是(shì)由微加(jiā)工工藝制成的網狀矽片組成，裏面還(hái)有一些小顆粒。與小顆粒相接觸的是化學
傳感器(qì)
，它通過改變顔色對刺激(jī)源産生響應。所以矽(xī)片(piàn)被放在光源和成(chéng)像
傳感器
之間。*台樣機是爲檢測(cè)酸(suān)性和粘度而設(shè)計的。由于每個
傳感器
能響應不同的物質，從而産(chǎn)生*的紅、綠、藍色的組合。它能同時分析若幹種化學成分。
正是這種
傳感器
的通用(yòng)性使(shǐ)它适用于測量和分析含有各種生(shēng)物和(hé)非生物化學成分的溶液，包括毒素(sù)、藥品、代謝物、細菌(jun1)和血液産品等等。
俄羅(luó)斯聖彼得(dé)堡大學研制的電子舌能鑒别不同類型的軟飲料(liào)和酒，區分各種(zhǒng)咖啡和(hé)分(fèn)析血漿成份。處(chù)理電子舌(shé)産生的數據如同獲得化學結(jié)果一樣重要。
由于電子舌矩陣中
傳感器
數量多達40個，在多組分環境中(zhōng)每個
傳感(gǎn)器
都會産生一個複雜的(de)響應，因此必(bì)須進行多維(wéi)數據處理和利用不同模式識别法實現(xiàn)，例如，仿真(zhēn)神經網(wǎng)絡，或多變量校正(zhèng)系統(tǒng)等。每種數據處理方法都有自(zì)己的優缺點和局限性，因此必(bì)須認真加以考慮才能得到可(kě)靠的食品和分析結果。
電(diàn)子(zǐ)檢(jiǎn)測的基本目的是評價物質，是實時評價(jià)，就象(xiàng)我們聞味和吃東西時那樣。這類系統的潛在應用決不于食品衛生那樣明(míng)顯的領域，還可用(yòng)于醫學、生物技術和許多其(qí)它工業部門，例如， Purdue大學開發的一種新型生物芯片，通過電子(zǐ)電路與生物材料相結(jié)合，具有(yǒu)極廣泛的應用領域。僅在幾個月前宣布的這(zhè)種新型生物芯片，有可能改變以往許多檢測和(hé)診斷方法。正是基于這種蛋白質匹配技術(shù)及其非實驗室應用，将開發出一類能檢(jiǎn)測曾經在1999年奪走500人(rén)生命并導緻數千人患嚴重疾病的利斯(sī)特氏(shì)病原菌。
這種芯片能在許多領域實現快速診(zhěn)斷，能實時測試食品中毒。它與當今需要對食品進(jìn)行人工培育樣品的方(fāng)法*不同。其它應用(yòng)還有，發現空氣中的生化武器釋放物、診斷通常的(de)疾病、檢測(cè)作物疾病和發現民(mín)間藥品中的有益生物化學成份(fèn)。
一種蛋白質就象一把鎖，隻有一把鑰匙能打開它。而通過靜電吸引的方法可(kě)以把一種蛋白質固定到生物芯片上。在生物芯片内部，矽基底被刻蝕出通道，保證化學物質能從輸入端到達(dá)塗有蛋白質試劑的薄電極。當所需要的鑰匙分子接觸到蛋(dàn)白質(zhì)試劑時，則電極阻抗下降，通過計算(suàn)機可(kě)讀出被觸發的蛋白質試劑。這(zhè)種芯片包含由(yóu)通道連接(jiē)的一系列孔，它是由(yóu)帶氧化表面的矽晶片經光刻工藝制成的，之(zhī)後再用玻(bō)璃密(mì)封起來。含有被測樣品的液體(tǐ)通過(guò)與芯片連接的管(guǎn)路泵入通道中，通過它可以觀察熒(yíng)光示蹤(zōng)分子。
三、觸覺系統
觸覺也正被人工仿真。美國伊利諾斯(sī)大學的(de)研究人員正在研制一種象頭發一樣的觸覺
傳(chuán)感器
。*，許多動物和昆蟲都能用其毛發辨别許多不同事物，包括方向、平衡、速度、聲音(yīn)和壓(yā)力等。這種人造毛發是利用(yòng)撓性很好的玻璃(lí)和(hé)多晶矽制造的，通過(guò)光刻工(gōng)藝由矽基底刻蝕(shí)出來的。
這種人造(zào)毛發的大型陣列可用于空間探測器(qì)上，其探測(cè)周圍環境的能力遠遠超出當(dāng)今已有的(de)任何系統，美國宇航局目前正積極(jí)參與這項研究(jiū)。
這種
傳感器
面臨的zui大挑戰是(shì)産生的數據量太大。爲避開這一問題，研究人員首先研究和(hé)模仿了我們自身觸覺系統的(de)工作。他們(men)知道每個手指大約有200根神經，而且還有錯綜複雜的表皮紋理，所以它産(chǎn)生的數據量之多連大(dà)腦都難以處理。但(dàn)是由(yóu)于皮膚的彈性就象一個低通濾(lǜ)波器，它能濾掉一些(xiē)細枝末節，所以才使大腦的這項處理簡化可行。他們(men)正借鑒這一(yī)事實解決人造毛發數據量過大的問題。
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