Возможность чувствовать запахи остаётся ограниченной возможностью для приборов, так как учёные пока не могут определить все составляющие пахнущих веществ и принцип их воздействия на обонятельные луковицы. А подобное умение порой жизненно важно в экологии, медицине и в сфере обеспечения безопасности. Поэтому столь ценно открытие, совершенное в НИТЦ Нейротехнологий Южного федерального университета (ЮФУ).

В университете, исследуя мозг крыс, разработали обонятельную систему, которая может определять, какое вещество содержится в воздухе. В этой системе крыса исполняет роль сенсора за счёт своего острого нюха, а искусственный интеллект (ИИ) анализирует ощущения животного и выдает результат на экран компьютера. Математическое описание этого процесса позволит учёным повысить точность определения запахов обонятельными биогибридными системами с 60% до 100%.

Процесс проходит следующим образом. В обонятельную луковицу крысы вживляются микроэлектроды. Далее животное вводится в состояние наркоза и помещается в бокс, в котором установлен усилитель биологических сигналов. Компьютерная программа регистрирует активность части мозга, отвечающей за обоняние, а искусственные нейронные сети определяют вещество, которое обоняет крыса. Наркоз в зависимости от периода действует на центральную нервную систему по-разному. Поэтому учёные исследовали влияние динамики наркоза на интенсивность работы обонятельной системы крысы и сделали математическое описание процесса.

Результаты исследования помогут искусственным нейронным сетям эффективно отслеживать информативные признаки о наличии в воздухе какого-либо вещества. Это позволит максимально увеличить достоверность данных, получаемых с помощью биогибридных носов. По словам разработчиков, биогибридные обонятельные системы универсальны и могут распознавать любой запах, лишь бы пахучее вещество проникало в обонятельную луковицу носителя. Кроме того, их можно обучить под потребности каждого заказчика. В перспективе планируется создать системы, которые будут работать на постоянной основе в режиме реального времени.

Одной из вариаций внедрения таких технологий могут быть кинологические службы. Система будет работать в режиме круглосуточного отслеживания, а нейронная сеть – обрабатывать информацию и давать сигнал о потенциально опасных веществах, например, взрывчатых или наркотических.

Исследование проведено в рамках проекта «Интеллектуальные технологии управления и обработки информации в перспективных роботизированных комплексах и гибридных системах» по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030». Результаты исследования опубликованы в научном журнале «IBRO Neuroscience Reportsthis link is disabled».