18、通用电子鼻系统
一、成果简介
通用型电子鼻不仅能够直接应用于常见的大多数物质的气味快速检测，其内部集成的相关算法和设计接口还可使其作为开发工具，用于辅助研发人员针对具体应用快速定制专用电子鼻系统，大大缩短研发周期。产品的主要特点如下：
（1） 包含完整的电子鼻组成单元：气味传感阵列、气体进样单元、检测单元、控制单元，以及预浓缩单元（可选）和软件升级接口；
（2） 集成了电子鼻常见的模式识别、气味测量算法，包括PCA，LDA，BP人工神经网络、支持向量机（SVM）、KNN、决策树、迁移学习、增强学习等智能算法，为实现空气质量监测、疾病诊断、床旁监护和中药智能识别、烟酒和茶叶等级判别、食品质量监管、生产自动控制等过程中各种气体的判别分析提供方便的分析手段；
（3） 传感器类型丰富（由40余个不同类型的传感器构成），可检测气体范围广，系统特有的传感器阵列优化算法可方便用户根据实际应用背景自动优选、裁剪传感器阵列，为用户定制针对具体应用、性价比最高的专用电子鼻，大大缩短研发周期，为产品快速上市提供方便的研发工具；
（4） 内置自动校准算法模块，解决了目前困扰电子鼻的传感器漂移问题，实现高精度的气体检测识别；
（5） 专用的传感器气室设计大大提升了气体预浓缩效率和气体检测限。
产品照片
产业化前景
基于电子鼻技术的气体检测与鉴别是一个涉及传感器技术、电子信息技术、智能信息处理以及计算机模式识别技术等多学科交叉的综合工程，具有极高的实际应用价值。具体的应用前景举例如下：
（1） 监测环境中存在的有害气体以及有害气体泄漏源追踪；
（2） 对可能的事故、火灾隐患进行预警（例如电线或电器因发热可能导致火灾，而在出现明火前会产生相应的气味）；
（3） 在医学领域，用于疾病诊断的侵入式检查技术因对人体有伤害具有潜在风险以及伤害 (如X光、CT检查等的辐射、造影剂的副作用)等问题，而病人的呼气属于人体代谢的重要途径，包含了人体疾病的相关信息，利用电子鼻对患者的气味检测，可望实现疾病的非侵入式筛查和辅助诊断（包括肺癌、乳腺癌、糖尿病、肠癌、胃癌等）；
（4） 在中药材市场，产地、等级的鉴别参差不齐，严重影响中药生产经营的质量管理，而气味可以作为判断其产地、质量的重要依据；
（5） 在茶叶、烟酒生产加工环节中，缺乏客观有效的监测、控制手段，造成产品质量不稳定等问题，通过气味可以实现其质量的可靠鉴别；
（6） 此外，随着我国生产和生活水平的提高，将会有更广泛的气体检测与鉴别技术的需求，开发基于电子鼻技术的环境监控、医疗卫生、农业工程等相关产品，对推动我国嗅觉模拟技术的发展，缩小与国际先进水平的差距、改善人民生活质量，实现环境的实时监测、疾病的早期诊断、中药的自动判别、茶叶的智能化加工等，具有重要的现实意义。
效益分析
由于电子鼻属于新兴的技术，其市场还处于开拓阶段，国内目前尚无类似产品，本产品是目前国内首家具有广谱气味检测特性，既可直接作为产品，也可作为开发工具实现二次开发的通用型电子鼻。这里以德国AIRSENSE公司的类似产品PEN3为例对效益进行初步的分析，其每年在在中国大陆的销量为1000台以上。本产品按单价8万计算，1000台本产品每年可产生销售额8000万。与国外同类产品相比，由于本产品不仅在价格上具有显著优势（PEN3单价约40万元左右，而本产品仅8万元），而且由于本产品集成了气味分析的主要智能算法和传感器阵列优化算法，用户除了可直接应用该产品，也可将其作为开发工具，根据用户特定的应用场景对系统传感器阵列进行裁剪，量身定做其专用电子鼻系统，大大缩短了研发时间。因此随着电子鼻的应用越来越普及，本产品可望获得更大的经济效益。
产业化实施条件
（1） 重庆大学生物感知与智能信息处理重庆市重点实验室的主要研究方向是电子鼻技术，其研发的多功能便携式电子鼻成功实现产品化并获批重庆市重点新产品计划，相关技术获发明专利10多项、部省级奖励2项并参与制定了国际上电子鼻相关标准IEEE P2520.1; 拥有德国、日本、英国等国际上最先进的电子鼻开发实验测试平台和雄厚的技术力量，并与英国、加拿大等国际上先进的电子鼻科研机构建立了合作关系，为本产品升级持续发展提供了技术保证；
（2） 深圳市利拓光电有限公司主要研发半导体激光气体传感芯片、器件、模块，产品广泛用于各种气体监测系统，总部在深圳，已在浙江嘉兴、武汉、香港、爱尔兰、德国等地建立了相关的营销网络/生产研发基地。重庆大学与深圳市利拓光电有限公司开展了深入的前期合作，双方各自发挥所长，后续重庆大学将负责该产品的技术支持，深圳市利拓光电有限公司将负责营运。
预算
项目总投资5000万元，前期投资1000万元，成立一家开发、生产、产业化通用电子鼻设备的高新技术企业，分三年投入企业，分别为200万元、300万元、500万元。投资用途如下：研发设备及原材料200万元，研发人员及管理经费300万元，办公设备及固定资产投资200万元，产品及生产200万元，市场营销费用100万元等。
二、视频展示
讲解人：刘子钰
