*，電子技術剛一出現，就被用于制造照相機和擴音器，從而(ér)擴大了人的視覺和聽覺功能(néng)。而另外三種感覺(jiào)，嗅覺、味覺和觸覺卻大大落後了(le)。然而今天的情(qíng)況已(yǐ)不再是這樣了(le)。實現嗅覺、味覺和觸覺功(gōng)能的電子系統正在迅(xùn)速發展。同時(shí)，新技術的出現，特别是生(shēng)物芯片的出現，有希望大大延伸這三種感官(guān)的能力。
一、嗅(xiù)覺系統
電子感覺(jiào)
傳感器
中開發應用zui廣(guǎng)泛的當屬電子鼻(bí)，其中英國以其雄厚(hòu)的人才資(zī)源和研究基礎處于世界地位，英國的蘇格蘭高地科學研究集團的研究員喬治×多德被*爲電子嗅覺系統的，他于1980年在沃威克大學首先研制出這種系統。
電子鼻是(shì)由
傳感(gǎn)器
陣列(liè)構成的。陣列中的每個(gè)
傳感器
覆(fù)蓋着不同的具有選擇性吸附化學物質能力(lì)的導電聚合物。吸附作用将改變材料的電(diàn)導率，從(cóng)而産生一個能測量的電信号。陣列中所有不(bú)同
傳感器
産生的信号模式代表了特定的氣味圖譜，通過與(yǔ)已知氣味數據庫相比較可(kě)識(shí)别出各種氣味(wèi)來。
大多數嗅覺系統都使用類似(sì)的原理。英國有幾家公司正在開發或(huò)銷售這(zhè)種系統，例如，Osmetech公司把這種系(xì)統用到英國新千年(nián)标志建(jiàn)築(zhù)物中，能檢測與便池傳染有關的六種細(xì)菌。
英國的Neotronics公司在若幹年前即研制了一種電子鼻産品—eNose5000，現在又推出一種在線實(shí)時系統(tǒng)—ProSAT，這種系統标志着(zhe)電子(zǐ)鼻已經走出實驗室，進(jìn)入了實際工作環境。ProSAT能适應(yīng)各種不同的
傳感器
技術，從導電聚合物到金屬氧(yǎng)化物半導(dǎo)體（MOS）技術以及體聲波和表面聲波器件等，主(zhǔ)要應用于食品加工發酵和釀造業，以(yǐ)及在線水監測，醫學系統和火檢測等。 英國諾丁漢大學食品科學系另僻蹊徑(jìng)，研(yán)制了一種基于質譜原(yuán)理的新的電子嗅覺系(xì)統。這種系統能分析人吃東西時鼻(bí)子中嗅到的(de)香味，用(yòng)于解決如(rú)何生産出不同種類的好食品，例如，生産具有更佳香味的低熱能食品(pǐn)，該(gāi)系統目前已有銷售。
另一種zui近開發的電子(zǐ)鼻是由(yóu)美國加(jiā)裏福尼亞工學院研制的Cyranose230，這是一種手持式的由32個
傳感器
組成(chéng)的單元。經過“培訓(xùn)”，它能嗅出特定種類的稻米，不但能說出其種類，而且(qiě)可指出其産地。
二、味覺系統
與氣味(wèi)zui密切相關的(de)感覺是味覺。一些國外的研究(jiū)人員正努(nǔ)力開發電子(zǐ)舌，它能(néng)品嘗出不同種(zhǒng)類的溶液。
美國(guó)德克薩斯大學的一項研究成果已(yǐ)經開始轉入商品化(huà)生産診斷儀器階段(duàn)。這種電子舌是由微加工工藝制成的網狀矽片組成，裏面還有一些小顆粒。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。所以矽片(piàn)被(bèi)放在光源和成像
傳感器(qì)
之間(jiān)。*台樣機是爲檢測酸性和粘度而設(shè)計的。由于(yú)每個
傳感器(qì)
能響應不(bú)同的物質，從而産生*的紅、綠(lǜ)、藍色的組(zǔ)合。它能同時分析若幹種化學成分。
正是這種
傳感器
的通用性使它适用于測量(liàng)和分析含有(yǒu)各種生物和非生物化學成分的溶(róng)液，包括毒素、藥品、代謝物、細菌和血液産品等等。
俄(é)羅斯聖彼得(dé)堡大學研制的電子(zǐ)舌能鑒别不同類(lèi)型的軟飲料(liào)和酒，區分各種咖啡和分(fèn)析血漿成份。處理電子舌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(zǔ)分環境中每個
傳感器(qì)
都會産生一個複雜的響應，因此必須進行多維數據處理和利用不同模式識别法實現(xiàn)，例如，仿真神經網絡，或多變量校正(zhèng)系統等。每種數(shù)據(jù)處理方法都有自(zì)己的優缺點和局限(xiàn)性，因此必須認真加以考慮才能(néng)得到可靠的食品和分析結果。
電子檢測的基本目的是評價物質，是實時評價，就象我們聞味和吃東西時(shí)那樣。這類系統的(de)潛在應用決不于食品衛(wèi)生(shēng)那樣明(míng)顯的領域，還可用(yòng)于醫學、生物技術和許多其它工業部門，例如， Purdue大學開發的一種新型生物(wù)芯片，通過電子電路與生物材料相結合，具有(yǒu)極廣(guǎng)泛的應用(yòng)領域。僅在幾個月前(qián)宣布的這種新型生物芯片，有(yǒu)可能改變(biàn)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及其非實驗室應用，将開發出一類能檢測曾(céng)經在(zài)1999年奪走500人(rén)生命并導緻數千人患嚴重疾病的利斯特氏病原菌。
這種芯片能(néng)在許多領域實現快速診斷，能實時測試食品中毒(dú)。它與(yǔ)當今需要(yào)對食品進(jìn)行人工培(péi)育樣品的方法*不同。其它應用(yòng)還有，發現空氣(qì)中的生化武器釋放物、診斷通常的疾病、檢測(cè)作物疾(jí)病和發現民間藥品中(zhōng)的有益生物化學成份(fèn)。
一種蛋(dàn)白質就象一把鎖，隻有一把鑰匙能(néng)打開(kāi)它。而通過靜電吸引(yǐn)的方法可以把一種蛋白質固(gù)定到生物芯片(piàn)上。在生物芯片(piàn)内部，矽(xī)基底被刻蝕(shí)出通道，保證化學物質能從輸入(rù)端到達(dá)塗有蛋白質試(shì)劑的薄電極。當(dāng)所需要的鑰匙分子接觸到蛋(dàn)白質試劑時，則電極阻抗下降，通過計算機可讀出被觸發的蛋白質試劑。這種芯(xīn)片包含由通道連接(jiē)的一系列孔(kǒng)，它是由(yóu)帶氧化表面的矽晶片經(jīng)光刻工藝制成的，之後再用玻璃密封起來。含有被測樣品的液(yè)體通過(guò)與芯片連(lián)接的管路泵入通道中(zhōng)，通(tōng)過它可以觀察熒光示蹤(zōng)分子。
三、觸(chù)覺系統
觸覺也(yě)正被人工仿真(zhēn)。美國伊利(lì)諾斯(sī)大學的(de)研究人員正(zhèng)在研制一種象頭發(fā)一樣的觸覺
傳(chuán)感器
。*，許多動物和昆蟲都能用其毛(máo)發辨别許多不(bú)同事物，包括方向、平衡、速(sù)度、聲音和壓(yā)力等。這種人造毛發是利用(yòng)撓性很好的(de)玻璃和多晶矽制造的，通過光刻工藝由矽基底(dǐ)刻蝕(shí)出來的。
這種人造毛發的大型陣列(liè)可用于空間探測(cè)器上，其探測(cè)周圍環境的能力遠遠(yuǎn)超出當今已有的任何(hé)系統，美國宇(yǔ)航局目前正(zhèng)積極參與這項研究。
這種
傳感器
面臨的(de)zui大挑戰是産生的數據量太大(dà)。爲避開這(zhè)一問題，研究(jiū)人員首先研究和模仿了我們自(zì)身觸覺系統的工作。他們知道每(měi)個手指大約有200根神經(jīng)，而且還有錯綜複雜(zá)的表皮紋理，所以它産(chǎn)生的數據量之多連大腦都(dōu)難以處理(lǐ)。但是由(yóu)于皮膚的彈性就象一(yī)個低通濾(lǜ)波器，它能濾掉一些細枝末節，所以才(cái)使大腦的這項處理簡化可行。他們(men)正借鑒(jiàn)這一事實(shí)解決人造(zào)毛發數據量過大的問題。
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