Artificial  Nose

  

과학자들의 연구에 의해 컴퓨터는 디지털 카메라와 같은 눈 (컴퓨터비전 (Computer Vision)) 을 가지게 되었고, 마이크로폰이나 섬세한 음성인식 (Speech Recognition) 소프트웨어와 같은 귀를 가지게 되었다. 이제는 컴퓨터는 더 많은 감각영역 (realm of senses) 에 도전하게 되었는데, 인공 코가 그중 하나이다...... Sniffing (냄새맡기) ......... (AI Topics : Artificial Nose)

일상생활 중에 냄새로서 수많은 물질들을 식별할 수 있다.  즉 사람은 2,000~4,000 종의 다른 냄새를 식별할 수 있는 능력을 갖고 있다. 그러나 후각 (Smell) 에서는 주관적 실험을 통하여 냄새의 질을 몇가지인지 분명하게 가려내지 못하고 있다. 다만 자연계에 있는 물질들, 즉 꽃 향기, 썩은 고기 냄새 등으로 이름 붙이고 있다.  이들 물질들의 화학구조가 유사한 것끼리 같은 질의 냄새가 나는 것은 아니고, 분자의 모양이 유사하면 비슷한 냄새를 일으킨다고 추측하고 있다.  후각 식별의 생리적 기초는 잘 알 수가 없다.  많은 학자들이 후각수용기를 여러 기본적 형태로 분류하려 하였으나 성공을 거두지 못하였다.  후각 식별은 후점막에 있는 자극된 수용기의 공간적 형태 에 의존한다는 증거가 더러 있다 .......

후각수용기는 후점막에 접촉된 물질에만 반응한다 ........ 수용기에 후각물질분자가 접촉되면 수용기 전압이 발생한다.  그러나 그 물질분자가 전압을 유발시키는 기전은 잘 알 수 없다.  다만 후각물질분자는 3~4개에서 18~20개의 탄소분자를 가진 물질들이다.  그러나 같은 수의 탄소분자를 포함하고 있는 물질이라도 그 화학구조의 배열이 다르면 다른 냄새를 나타낸다.  그 기전을 3가지로 구분하여 설명하고 있다. .......  첫째는 후각물질분자가 그 화학적 반응의 변화에 의하여 후점막에 있는 효소계를 불활성화 하기 때문에, 둘째는 후각물질분자가 그들의 전기적 상태의 변동에 따라 수용기 세포의 표면을 변동시키므로, 셋째로 후각물질분자가 수용기 세포막의 투과성을 변화시킴으로써 이루어진다고 알려져 있다 ..........

냄새는 나는 방향의 식별은 두 콧구멍 속에 후각물질분자가 도달하는 시간의 미묘한 차에 의하여 결정된다.  어떤 동물에 있어서는 후각과 성기능 사이에 밀접한 관계가 있다.  그리고 이와 비슷한 관계가 사람에도 있다고 선전하는 향수 광고도 있다.  후각은 일반적으로 남자보다 여자가 더 정확하다. 특히 여성의 배란 시기에 더욱 정확하다 ...... 후각은 개인차가 클 뿐만 아니라 신체조건이나 환경조건에 의해서도 현저히 변동한다.  일반적으로 늙으면 역치가 상승한다.  후각의 질(기본감각)을 분류하는 것은 곤란하지만 후각실험은 다음 10가지가 사용된다 .......... (함기선 1997)

사람의 코는 무려 1만가지 냄새를 감지할 수 있다. 숨을 들이쉬면 주변의 냄새 분자가 콧마루 뒤의 비강으로 흘러들어가고 거기에서 점액에 흡수된다. 이 점액은 500만개의 신경세포(뉴런)로 구성된 후각상피를 자극하게 된다.....후각이 예민한 개는 후각상피가 약 2억2000만개의 신경세포로 구성돼 있어 인간보다 44배나 많다. 후각 뉴런의 한끝은 비강 쪽으로 나와 있고 다른 끝은 뇌로 연결된다. 비강 쪽으로 나온 끝에는 섬모라 불리는 솜털이 달려 있는데 이 섬모의 표면에 냄새 수용기가 있다. 공기와 직접 접촉하는 수용기 세포는 냄새 자극이 포착되면 전기신호를 발생하며 이 전기신호는 후각 뉴런의 다른 끝을 통해 뇌의 후각피질로 전달, 냄새를 판별한다.........전자코는 사람 코의 후각세포에 해당하는 초정밀 센서와 사람 뇌의 후각피질에 해당하는 컴퓨터로 구성돼 있다. 사람의 후각세포가 감지한 냄새 정보를 뇌가 처리해 냄새를 지각하는 것처럼 전자코의 초정밀 센서가 공중에 떠다니는 냄새 분자에 반응하면 뇌의 후각 정보처리 방식을 모방한 패턴인식 소프트웨어가 냄새를 감별하게 된다...... 전자코는 사람의 코가 오랫동안 학습을 통해 냄새를 지각하는 것처럼 냄새에 대한 일정한 정보를 반복해 입력하면 이를 기억해뒀다가 냄새를 인식한다......인간은 몇 개의 샘플을 테스트하고 나면 비슷한 냄새나 맛을 구분할 수 없기 때문에 계속 검사를 하기 위해서는 휴식을 취해야만 한다. 이에 반해 전자코는 하루 동안 수천 개의 샘플을 테스트해도 여전히 다른 맛과 냄새를 정확히 측정할 수 있다.......피가로엔지니어링 http://www.figarosensor.com   아로마스캔 http://www.aromascan.com  알파MOS http://www.alpha-mos.com ........ (전자신문 권상희 기자)

식품의 부패 여부에서부터 원산지까지 판별할 수 있는 전자코가 개발됐다. 서울여대 식품과학부 노봉수 교수팀은 냄새의 종류로 식품의 상태를 가려내는 전자코를 개발했다고 11일 밝혔다. 이 전자코가 상용화하면 식품의 유통과 품질 검사에 획기적인 발전이 있을 것으로 기대된다. ..... 시스템의 핵심은 인공지능. 이는 냄새를 기억하고, 새로운 냄새를 학습을 통해 배운 뒤 최종 판별하는 역할을 한다. 인삼의 원산지를 판별하려고 한다면, 우선 한국산.중국산.미국산 등 여러 종류의 인삼 냄새를 전자코가 기억하게 해야 한다. 그런 뒤 시중에 유통 중인 인삼을 전자코에 대면 기억하고 있는 냄새와 비교해 일치하는 국가 또는 지방의 제품이라고 판정하는 식이다. .... 다른 식품도 사전에 냄새만 기억시켜 놓으면 식품의 상태를 파악할 수 있다. 정확도는 93%. 전자코는 또 식품의 부패 여부, 얼마나 더 유통할 수 있는지도 알 수 있다. .... 전자코에서 냄새를 맡는 후각세포의 기능은 6개의 금속산화물 감지기(센서)가 한다. 이들은 각각 탄화수소.알코올.암모니아 등 맡는 화학성분이 다르다. 6개의 센서가 맡은 냄새를 종합하면 식품별로 일정한 형태의 그래프를 얻는다. 그 그래프는 특정 식품의 냄새 지문과 같은 역할을 한다. ....... (중앙일보 박방주 기자)

term :

인공코 (Artificial Nose)    후각 (Smell, Olfactory sense)    센서 (Sensor)   뇌 (Brain)   로봇 (Robot)   생리학 (Physiology)   수용기 (Receptor)   인공지능 (Artificial Intelligence)   추론 (Reasoning)   컴퓨터 (Computer)   인공코 (Artificial Nose)   패턴인식 (Pattern Recognition)   컴퓨터비전 (Computer Vision)   음성인식 (Speech Recognition)

site :

AI Topics : Artificial Nose

Olfactory Biosensor (Artificial Nose) : 서울대 Cell & Microbial Engineering Lab : 관련 링크들

Electronic Nose : Warwick 대학 Sensors Research Lab

Electroinc Noses and Their Applications : PNNL : Related Papers, Technical Brief

IBM Zurich Research Lab : Artificial Nose

<클릭 사이언스>(23)전자코 : 전자신문 2001. 12. 18 권상희 기자

식품냄새 기억, 인공지능 전자코 나와 : 중앙일보 박방주 기자, 2004/03/11