一種硬幣大小的仿生探測器可以識別不同氣體的獨特氣味特征，有助于檢測食品新鮮度，識別假冒產品，以及設計新款化妝品。

在激光束穿過氣體時，這款新器件可以對光束進行分離和重組，以檢測氣體中化學物質的信息。

清晨品茗咖啡飄出的香氣，我們可能會感受到白巧克力或榛果的香味，當然也可能分辨不出這些氣味。因為，氣味的感受比較主觀。新開發的氣體傳感技術正在尋求更客觀的氣味識別方法。據麥姆斯咨詢報道，現在，利用一種模擬人類嗅覺的方法，研究人員開發了一種微型光子傳感器。該傳感器集成于硅芯片，可以根據氣味的化學特征識別氣味。今年早些時候，法國一家利用人工智能（AI）和數字嗅覺技術模仿人類嗅覺的初創公司Aryballe，在歐洲SPIE光電子展上展示了這種傳感器。該傳感器可以確定一顆檸檬是否新鮮，新款香水是否符合消費者喜好，或者一瓶威士忌是否是假貨等等。

當我們吸氣時，鼻子中的400個神經連接受體都會與空氣中飄散的數百萬種不同化學物質的一部分相結合。然后，鼻腔后部的神經元聚集來自這些受體的信號，并將檢測到的整體化學特征傳輸到負責嗅覺識別和情緒的大腦部分。最后，大腦會識別這種氣味特征或氣味“指紋”，并根據個體的經驗給它分配一些香味代號，例如檸檬味、花香或煙熏味等。

利用光學技術和電子“人造鼻”，可以通過在金屬表面上排列成網格的被稱為肽的仿生受體來模擬這一過程。帶有氣味的氣體中的揮發性有機化合物（VOC）與這些肽結合，改變了下層金屬表面與光的相互作用。

Aryball公司的Thierry Livache稱，有了足夠多類型的肽，這種裝置就可以對與之相互作用的不同氣味產生獨特的光響應。然后，模式識別電子器件可以通過將這些基于光的“指紋”與數據庫中的模式進行匹配來識別這些特征氣體。Aryball公司生產的這種探測器的早期版本體積較大，采用了昂貴的手持式掃描儀。現在，新器件可以嵌入在一個22毫米長、4.7毫米寬的硅芯片上。

該器件由Livache團隊和法國替代能源和原子能委員會CEA Leti合作開發。通過監測VOC在128個460 nm寬波導（其中一半嵌入了肽）下的光束路徑中引起的位移來檢測VOC的存在。這些波導成對分組，每對形成一個傳感器。當光進入傳感器，被引導到一對波導中的光會被分離，然后在末端重新整合。

每個傳感器的設置，使其左側波導位于一個充滿肽受體的2 μm深的阱中，右側是一個不與氣體樣品相互作用的直通道。VOC的存在使左側光束的路徑相對于右側光束發生偏移，從而改變其相對相位。確切的相變取決于肽阱中VOC的類型，從而使研究小組能夠獲得有關VOC化學組成的信息。

盡管已經證明該方案可用于含有一種或兩種VOC的氣體樣品，但到目前為止，這種方案大多用于檢測生物液體中的化合物。Livache的團隊通過添加多個傳感器，在VOC擴散之前快速與之相互作用，現在證明它們可以成功識別和區分ppm體積濃度下的7種不同的氣味。

由于能夠快速、經濟地檢測氣體中的化合物，CEA Leti的Loic Laplatine表示，他“很高興看到這些傳感器可以應用于環境問題，例如，減少食物腐敗和改善廢物管理”。Laplatine與Livache合作開發了這款新傳感器硬件。

Livache稱，這款傳感器的生產過程應該與目前使用的低成本大規模生產技術完全兼容，這將使廠商能夠相對容易地將該傳感器整合到現有技術中，例如汽車和消費品包裝中。他還認為，這款傳感器還可以用來幫助那些失去嗅覺的人。

審核編輯 ：李倩