机器嗅觉：气味复现的探索与展望PPT课件

1、主讲人：骆德汉教授广东省仿生嗅觉工程技术研究中心广东省仿生嗅觉工程技术研究中心机器嗅觉：气味复现的探索与展望目录 Contents思考与展望引 言研究背景探索研究目录 Contents思考与展望引 言研究背景探索研究一、引言大多数的颜色可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。同样，绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光。色彩认知色彩认知“千里眼千里眼”一、引言 声音作为波的一种，频率和振幅就成了描述波的重要属性，频率的大小与音高对应，而振幅影响声音的大小。声音可以被分解为不同频率不同强度正弦波的叠加。声音认知声音认知“顺风耳顺风耳”气味认知？气味认知？“万里飘香万里飘香”？一、引言研究

2、色彩，可借助光学理论；研究声音，可借助声学理论；研究气味？却发现”气味学”还未建立。一、引言思考：机器嗅觉定义采集与识别采集与识别基于集成阵列式传感器采集与智能识别嗅频传输嗅频传输基于嗅频的数字化网络化传输气味复现气味复现基于“基气味”的气味复现有关气味复现的理论与方法，国内外鲜见报道；相关气味复现实验及装置，主要集中在气味散发方式和试验装置上的研究。目录 Contents思考与展望引 言研究背景探索研究国内外研究现状国内外研究现状123SAW声表面波气味播放（Bartosz Wyszynskid日本东京工业大学）微震荡气味散发（李智勇 湖南大学）MEMS气味播放（Kazushi Nishim

3、oto 日本先进技术研究所）1 Ariyakul Y, Nakamoto T. Improvement of Odor Blender Using Electroosmotic Pumps and SAW Atomizer for Low-Volatile ScentsJ. IEEE Sensors Journal, 2013, 13(12):4918-4923.2 Dong W K, Cho Y H, Nishimoto K, et al. Development of aroma-Card based soundless Olfactory Display.C/ IEEE Internat

4、ional Conference on Electronics, Circuits, and Systems, Icecs 2009, Yasmine Hammamet, Tunesia, 13-19 December. DBLP, 2009:703-706.3Abid S H, Li Z, Li R, et al. Anaglyph video smell presentation using micro-porous piezoelectric film olfactory displayJ. Displays, 2015, 39:55-67.气味播放（散发）方式研究现状： 其他播放方式还

5、有液压，空气风扇等。其他播放方式还有液压，空气风扇等。二、研究背景气味“播放器”（HarukaMatsukura 东京农工大学）嗅觉和触觉播放系统（Sosuke Hoshino 日本名古屋大学）123远程嗅觉播放系统（Takamichi NAKAMOTO 东京工业大学）气味播放控制装置：1 Matsukura H, Nihei T, Ishida H. Multi-sensorial field display: Presenting spatial distribution of airflow and odorC/ Virtual Reality Conference. IEEE, 201

6、1:119-122.2 Hoshino S, Ishibashi Y, Fukushima N, et al. QoE assessment in olfactory and haptic media transmission: Influence of inter-stream synchronization errorC/ IEEE International Workshop Technical Committee on Communications Quality and Reliability. IEEE, 2011:1-6.3 Nakamoto T, Nimsuk N, Wyszy

7、nski B, et al. Reproduction of scent and video at remote site using odor sensing system and olfactory display together with cameraC/ Sensors. IEEE, 2008:799-802.二、研究背景国内外研究现状国内外研究现状5气味播放器（ AmiKadowaki 庆应大学）气味播放器（Air Canon）（Yasuyuki Yanagida 东京大学）41 Kadowaki A, Noguchi D, Sugimoto S, et al. Developme

8、nt of a High-Performance Olfactory Display and Measurement of Olfactory Characteristics for Pulse EjectionsC/ Ieee/ipsj International Symposium on Applications and the Internet. IEEE Computer Society, 2010:1-6.2Yanagida Y, Noma H, Tetsutani N, et al. An unencumbering, localized olfactory displayC/ C

9、HI 03 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems. ACM, 2003:988-989.二、研究背景国内外研究现状国内外研究现状u 目前主要集中在制作复现装置上，缺乏对气味复现机理和复现方式的研究；u 所有装置的一个共同点：仅释放预置好的几种目标气味，当需要复现时，只需播放对应容器的气味即可，该方式不能称之为复现，只能理解为气味播放；u 所有装置若需播放更多的气味，需预置更多的目标气味，扩展性差，不能解决气味复现的本质问题；u 所有装置还处于实验室研制阶段，没有得到推广。存在问题：存在问题：二、研究背景思考：气味再现基

10、于预定指令，释放已预置的气基于预定指令，释放已预置的气味。味。基于嗅频信息，动态混合调配气基于嗅频信息，动态混合调配气味并释放。味并释放。气味再现气味再现气味播放气味复现目录 Contents思考与展望引 言研究背景探索研究3.1 3.1 通用气味复现框架通用气味复现框架气味复现特征信息气味复现方法气味复现系统解析气味复现特征信息。气味复现的化学配比方法。气味播放方式与控制。三、探索研究3.2 3.2 本团队气味复现研究框架本团队气味复现研究框架嗅频嗅频配比配比复现复现数字化气味特征气味量比信息气味复现系统三、探索研究3.2 3.2 本团队气味复现研究思路本团队气味复现研究思路原始气味近似复现

11、示意图原始气味数据获取与处理嗅频信号气味信息1配比目标气味气味信息2气味信息3气味信息n复现采集与识别采集与识别嗅频传输嗅频传输气味复现气味复现三、探索研究3.3 3.3 气味复现特征信息气味复现特征信息气味信气味信息接收息接收气味信气味信息解析息解析嗅频嗅频名称（属性）名称（属性）浓度浓度成分成分嗅感嗅感三、探索研究3.4 3.4 本团队气味复现研究思路本团队气味复现研究思路本团队气味复现解决思想主要以调香理论为指导来达到近似复现气味的目的。气味化学成分香精香料的气味配方最简香精香料的气味配方（“基气味”库）香精的混合配比转换简化去掉可以对气味忽略不计的香精配比，保留对气味起主导作用的香精配

12、比。气味播放三、探索研究3.4 3.4 本团队气味复现研究思路本团队气味复现研究思路自然界气味关系图像七色光谱图一样，自然界气味关系图具有“对角补缺”和“相邻补强”性质。三、探索研究3.4 3.4 本团队气味复现研究思本团队气味复现研究思路路自然界气味关系图在“粪臭”的对角是“樟脑香”，这就是为什么人们喜欢在厕所里面放“樟脑丸”的原因；在“腥臭”的对角是“草香”，可以解释民间常用各种青草的香气来掩盖鱼腥臭。三、探索研究3.5 3.5 气味复现关键问题气味复现关键问题 气味嗅频模型的建立气味嗅频模型的建立 物质气味的物质气味的“基气味基气味”库建立库建立 气味配方与播放气味配方与播放三、探索研究

13、3.6 3.6 本团队气味复现初步装置本团队气味复现初步装置A8核心控制板系统界面试剂盘气味信息试剂融合室三、探索研究目录 Contents思考与展望引 言研究背景探索研究4.1未来发展1.气味复现理论的研究和丰富； 气味复现特征表征，“基气味”配方理论。2.气味复现系统的探索与完善； 复现系统更加完善，微型化，复现快速化。3.气味复现装置的应用与拓展。四、思考与展望对气味复现未来的思考：对气味复现未来的思考：4.2本团队工作1、气味复现理论方面（1）嗅频理论研究，嗅频模型建立；（2）“基气味”理论的研究；（3）气味配方理论研究。2、气味复现装置方面（1）复现装置结构的微型化和智能化；（2）复现装置与应用领域结合的密切化。本团队进一步的研究工作：本团队进一步的研究工作：四、思考与展望4.3应用领域 物质气味的复现类似于音频、视频的网络化传输与再