Чувствительность с усилением колебаний

Зондирование с усилением флуктуаций ( FES ) — это особый тип химического или биологического зондирования, при котором стохастический компонент, шум , сигнала датчика. анализируется ^{[ 1 ]} Стадии, следующие за датчиком в системе FES, обычно содержат фильтры и предусилители для выделения и усиления стохастических компонентов сигнала, которые обычно представляют собой микроскопические временные флуктуации, которые на несколько порядков слабее сигнала датчика. Затем анализируются выбранные статистические свойства усиленного шума и генерируется соответствующий шаблон как стохастический отпечаток воспринимаемого агента. Часто в качестве выходного шаблона используется спектр плотности мощности стохастического сигнала, однако эффективность FES доказана и с более продвинутыми методами, такими как статистика высшего порядка .

История

В 1990-х годах несколько авторов (например, Бруно Нери и его коллеги, Питер Готвальд и Бела Сентпали) предложили использовать спектр измеренного шума для получения информации о химических условиях окружающей среды. Однако первое систематическое предложение по созданию универсального электронного носа , использующего химические датчики в режиме FES, а также соответствующий математический анализ с экспериментальной демонстрацией были выполнены только в 1999 году Ласло Б. Кишем , Робертом Вайтаи и К.Г. Гранквистом. ^{[ 2 ]} в Уппсальском университете . Название «зондирование с усилением колебаний» придумал Джон Аудиа ( ВМС США ) в 2001 году, после того как узнал об опубликованной схеме. В 2003 году Александр Видыбида из В Институте теоретической физики им. Боголюбова Национальной академии наук Украины математически доказано, что колебания адсорбции-десорбции при первичной рецепции запаха можно использовать для повышения селективности. ^{[ 3 ]}

За прошедшие годы FES был разработан и продемонстрирован во многих исследованиях с использованием различных типов датчиков и агентов в химических и биологических системах. Бактерии также были обнаружены и идентифицированы с помощью FES либо по их запаху в воздухе, либо по их запаху в воздухе. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} или методом « СЕПТИК » в жидкой фазе.

В период 2006–2009 годов компания Signal Processing Inc (Чиман Кван) разработала портативное устройство FES в сотрудничестве с Техасским университетом A&M (Ласло Б. Киш) и Сегедским университетом (Золтан Гингл и Питер Хеслер ). Усилия по изучению статистики высшего порядка для целей FES возглавил Януш Смулко . ^{[ 6 ]} Проекты FES, связанные с SPAWAR ( ВМС США ), возглавлял Габор Шмера (см. сайт патентов ВМС США ниже).

Ссылки

^ Роберт Мингес; Золтан Гингл; Акос Куковец; Золтан Конья; Кристиан Кордас; Ханну Мойланен (2011). «Компактная USB-система измерения и анализа для расширенного обнаружения колебаний в реальном времени». 2011 21-я Международная конференция по шуму и флуктуациям . Том. 21. С. 385–388. arXiv : 1102.2446 . дои : 10.1109/ICNF.2011.5994350 . ISBN 978-1-4577-0189-4 . S2CID 41705045 .
^ Киш Л., Вайтай Р., Гранквист С. (ноябрь 2000 г.). «Извлечение информации из спектров шума химических датчиков: электронные носы и языки одного датчика» (PDF) . Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 71 (1–2): 55–59. дои : 10.1016/S0925-4005(00)00586-4 .
^ Видибида, АК (2003). «Шум адсорбции-десорбции можно использовать для улучшения селективности». Датчики и исполнительные механизмы A: Физический . 107 (3): 233–237. arXiv : физика/0212088 . дои : 10.1016/S0924-4247(03)00355-8 . S2CID 9340741 .
^ Хун-Чжи Чанг; Л.Б. Киш; доктор медицины Кинг; К. Кван (2009). «Усиленное флуктуацией восприятие бактериальных запахов». arXiv : 0901.3100 [ physical.ins-det ].
^ Чанг, Хун-Чжи; Киш, Ласло; Король, Мария; Кван, Чиман (5 января 2010 г.). «Двоичные отпечатки пальцев при распознавании с усилением флуктуаций» . Датчики . 10 (1): 361–373. arXiv : 0912.5212 . Бибкод : 2010Senso..10..361C . дои : 10.3390/s100100361 . ПМК 3270846 . ПМИД 22315545 .
^ Л.Б. Киш; Г. Шмера; К. Кван; Ю. Смулко; П. Хеслер; К.Г. Гранквист (2007). Макуччи, Массимо; Вандам, Лоде К.; Чиофи, Кармин; Вайсман, Майкл Б. (ред.). «Ощущение с усилением колебаний». Материалы SPIE . Шум и колебания в цепях, устройствах и материалах. 6600 : 66000В. arXiv : 0705.0160 . Бибкод : 2007SPIE.6600E..0VK . дои : 10.1117/12.726838 . S2CID 119601788 .

Внешние ссылки

[1] Роберт Мингес; Золтан Гингл; Акос Куковец; Золтан Конья; Кристиан Кордас; Ханну Мойланен (2011). «Компактная USB-система измерения и анализа для расширенного обнаружения колебаний в реальном времени». 2011 21-я Международная конференция по шуму и флуктуациям . Том. 21. С. 385–388. arXiv : 1102.2446 . дои : 10.1109/ICNF.2011.5994350 . ISBN 978-1-4577-0189-4 . S2CID 41705045 .

[2] Киш Л., Вайтай Р., Гранквист С. (ноябрь 2000 г.). «Извлечение информации из спектров шума химических датчиков: электронные носы и языки одного датчика» (PDF) . Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 71 (1–2): 55–59. дои : 10.1016/S0925-4005(00)00586-4 .

[3] Видибида, АК (2003). «Шум адсорбции-десорбции можно использовать для улучшения селективности». Датчики и исполнительные механизмы A: Физический . 107 (3): 233–237. arXiv : физика/0212088 . дои : 10.1016/S0924-4247(03)00355-8 . S2CID 9340741 .

[4] Хун-Чжи Чанг; Л.Б. Киш; доктор медицины Кинг; К. Кван (2009). «Усиленное флуктуацией восприятие бактериальных запахов». arXiv : 0901.3100 [ physical.ins-det ].

[5] Чанг, Хун-Чжи; Киш, Ласло; Король, Мария; Кван, Чиман (5 января 2010 г.). «Двоичные отпечатки пальцев при распознавании с усилением флуктуаций» . Датчики . 10 (1): 361–373. arXiv : 0912.5212 . Бибкод : 2010Senso..10..361C . дои : 10.3390/s100100361 . ПМК 3270846 . ПМИД 22315545 .

[6] Л.Б. Киш; Г. Шмера; К. Кван; Ю. Смулко; П. Хеслер; К.Г. Гранквист (2007). Макуччи, Массимо; Вандам, Лоде К.; Чиофи, Кармин; Вайсман, Майкл Б. (ред.). «Ощущение с усилением колебаний». Материалы SPIE . Шум и колебания в цепях, устройствах и материалах. 6600 : 66000В. arXiv : 0705.0160 . Бибкод : 2007SPIE.6600E..0VK . дои : 10.1117/12.726838 . S2CID 119601788 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]