#天目Tech+#之江实验室成果上新:气体传感器助I型糖尿病检测

天目新闻 记者 曾杨希 见习记者 谢履冰 通讯员 徐画 陈航2021-03-11 06:44全网传播量3.4万
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测量距离、感应湿度、监测噪音、防灾报警……被喻为“电五官”的传感器已进入社会生活的方方面面。

3月11日,记者从之江实验室了解到,其超级感知研究中心研究专家王镝博士及团队在人工嗅味觉传感器方面取得新进展,已完成多个样机设备研制。

其中,利用气体传感器,该团队研发的手持呼吸丙酮检测设备能快速、无痛实现I型糖尿病检测。

手持式呼吸丙酮检测设备结构示意图 之江实验室 供图

一次搞定

传感器也能“日抛”

在人类“视听触味嗅”五感中,嗅觉最为复杂。 比起感知声、光、电、力等信号的物理传感器,感知化学信号的气体传感器应用拓展相对缓慢。

不过,在大量的物联网应用场景催化,以及通信技术和人工智能技术的赋能下,气体传感器的开发在不断推进,其应用场景逐渐向医疗护理、可穿戴设备、食品安全等领域拓展。

在医疗领域,王镝博士团队研制的手持呼吸丙酮检测设备就是其中的典型。其原理就是利用气体传感器,检测人呼气中的丙酮含量,从而实现快速、无痛的I型糖尿病检测。

“当人体内胰岛素水平低时,无法将葡萄糖转化成能量,转而分解脂肪。作为脂肪分解后的副产品之一,丙酮会随呼吸排出体外。”王镝进一步解释说,“我们研制的手持呼吸丙酮检测设备采用比色式技术路线,通过检测气敏材料的颜色变化,测量人呼气成分中的丙酮含量。”

这一设备操作便利,被试者只需向设备吹气,在气体通过检测单元时,丙酮敏感材料会特异性地与其中的丙酮发生反应,并改变颜色,引起传感器中的光信号变化,最终转化为电信号将丙酮含量数据输出。

同时,目前,针对气体传感器研发的可靠性问题,团队正在研制“日抛”贴片式丙酮传感器。“这种传感器成本低,可一次性使用,能够全天候自动测量皮肤挥发的丙酮气体,实用性非常强。”王镝说。

王镝博士与团队成员讨论传感器研制的技术细节  之江实验室 供图

AI赋能

“小锚点”发挥“大作用”

随着人工智能、物联网等技术的发展,气体传感器这个“小锚点”将在智能时代发挥“大作用”。

面对气体传感器及其应用的“星辰大海”,王镝团队并未止步于研制单一气体传感器,而是瞄准与智能设备兼容的高集成阵列式嗅觉器件,目前已取得阶段性研究成果。

他们希望“用一枚小小的手机插件,同时辨别几十种气体”,让食品安全信息唾手可得,环境监测数据尽在掌握,可穿戴设备更加“聪明”,获取更全面、精确的健康数据和环境信息,为智慧生活装上机灵的“电鼻子”。

王镝团队的科研人员覆盖化学、材料、生物医学工程等专业,充分发挥了交叉学科优势,在人工嗅味觉研究,微型化、智能化的化学检测技术方向开展研究,致力于推动嗅味觉传感器在医疗、食品、安全等更多领域中落地应用。

下一步,王镝团队将在光学检测系统微型化,多模态信号融合感知等方面进行深入探索。

手持式呼吸丙酮检测设备实物图 之江实验室 供图

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最新评论(1)
Star小调 · 2021-04-15 10:24 · 浙江杭州回复
技术越来越强