Искусственный интеллект теперь умеет нюхать: как он отличает оригинальный алкоголь от суррогата

В последние годы участились случаи отравлений, вызванных фальсифицированными спиртными напитками. Чаще всего причиной трагедий становится метанол — ядовитое вещество, которое иногда подмешивают в алкогольные суррогаты. Чтобы предотвратить подобные происшествия, группа учёных из Федерального университета Пернамбуку (UFPE, Бразилия) создала уникальное устройство — электронный нос, способный отличать оригинальный напиток от подделки всего по одной капле.

"Электронный нос преобразует ароматы в данные. Эти данные передаются в искусственный интеллект, который учится распознавать характер запаха каждого образца", — пояснил профессор Центра компьютерных наук Леандро Алмейда.

Как работает электронный нос

Разработка основана на принципе биомиметики — подражания природным механизмам. В данном случае учёные воспроизвели работу человеческого обоняния. Внутри прибора находится набор чувствительных сенсоров, реагирующих на молекулы летучих веществ. Когда в систему попадает проба напитка, датчики создают уникальный "запаховой" профиль.

Затем данные передаются искусственному интеллекту, обученному отличать оригинальный напиток от поддельного. Для этого сначала прибор тестируют на образцах известных марок, затем — на фальсифицированных версиях. В результате устройство "запоминает" особенности подлинных ароматов и может распознавать отклонения.

Весь процесс занимает не более 60 секунд. Электронный нос способен определять не только наличие метанола, но и другие признаки фальсификации — например, разбавление водой или использование низкокачественного спирта. По словам разработчиков, точность анализа достигает 98%.

От газа до напитков

История проекта началась вовсе не с алкоголя. По словам учёных, изначально технология создавалась для нефтегазовой отрасли.

"На самом деле, это исследование началось 10 лет назад для оценки одоранта в природном газе", — рассказал профессор Леандро Алмейда.

Одорант — это специально добавляемое в газ ароматическое вещество, помогающее вовремя обнаружить утечку. Опыт работы с газовыми смесями позволил команде разработать метод, который теперь успешно применяется для анализа пищевых продуктов и напитков.

Возможности применения

Сфера использования электронного носа не ограничивается проверкой алкоголя. Технология может применяться для контроля качества пищевых товаров и даже в медицинской диагностике.

"Можно говорить, например, о качестве кофе, рыбы, красного мяса, белого мяса, рыбы и морепродуктов", — отметил профессор Леандро Алмейда.

Учёные уже тестировали устройство на растительных маслах, в частности, для контроля качества соевого масла, используемого при производстве маргарина. Кроме того, технология потенциально способна определять наличие вредных микроорганизмов по запаху — то есть помочь врачам выявлять инфекции по выдыхаемому воздуху пациента.

Как электронный нос может попасть в бары и рестораны

Исследовательская группа рассматривает несколько направлений коммерческого внедрения. Одно из них — установка устройства в барах, ресторанах и винных погребах. Идея проста: прибор можно встроить в небольшие тотемы или настольные станции, где владельцы заведений смогут быстро проверять поставленные напитки.

Другой вариант — создание портативной версии для производителей алкогольной продукции. С помощью компактного анализатора компания сможет удостовериться, что напитки, представленные в заведениях-партнёрах, действительно принадлежат её бренду.

Наконец, в планах разработчиков — бытовой формат устройства, доступный каждому. Учёные уже создали дизайн портативной ручки, с помощью которой любой человек сможет проверить напиток или пищевой продукт на подлинность. Пока что эта версия находится на стадии лабораторных испытаний, но в перспективе может стать обычным элементом кухни — вроде электрического штопора или тестера воды.

Советы шаг за шагом: как технология работает на практике

1. Подготовка образцов. В систему помещают каплю напитка — оригинального или подозрительного.

2. Считывание данных. Сенсоры фиксируют химический состав паров и формируют цифровой профиль запаха.

3. Сравнение с базой. Искусственный интеллект сопоставляет полученные данные с уже известными шаблонами.

4. Результат. Через минуту на экране появляется информация о подлинности и возможных отклонениях.

Такой алгоритм можно внедрить и в другие отрасли — от проверки косметических эссенций и эфирных масел до анализа свежести продуктов.

Плюсы и минусы технологии

А что если электронный нос появится у каждого?

Если технология действительно дойдёт до массового пользователя, она способна изменить саму культуру потребления. Проверить напиток перед дегустацией можно будет буквально за секунду. Это снизит количество отравлений, укрепит доверие к брендам и поможет рынку избавиться от фальсификата.

Согласно предварительным оценкам, на внедрение и адаптацию технологии потребуется около 10 миллионов реалов инвестиций. В перспективе такие устройства смогут стать частью системы контроля качества на всех этапах — от завода до бокала.

Мифы и правда

Миф 1. Электронный нос способен "понюхать" любой запах.
Правда. Устройство распознаёт только те вещества, на которые обучена его нейронная сеть.

Миф 2. Им можно заменить лабораторный анализ.
Правда. Электронный нос — инструмент предварительной оценки. Для судебных и санитарных экспертиз по-прежнему нужны химические тесты.

Миф 3. Прибор сложен в использовании.
Правда. Современные прототипы управляются через простое приложение или сенсорный экран.

FAQ

Как выбрать устройство для проверки напитков?
Пока технология не поступила в свободную продажу, но специалисты советуют обращать внимание на наличие сертификации и возможность обновления базы запахов.

Сколько может стоить электронный нос?
Ориентировочная цена после выхода на рынок — около 500-1000 долларов, но многое зависит от объёма производства и лицензий.

Можно ли использовать устройство дома?
Да, бытовая версия разрабатывается в формате портативного тестера, работающего от батареек или USB-порта.

Исторический контекст

Идея искусственного обоняния появилась ещё в 1980-х годах, когда инженеры впервые попытались создать прибор, имитирующий нос человека. Первые "электронные носы" использовались для анализа воздуха и выявления утечек газа. Со временем технологии миниатюризации и искусственного интеллекта сделали возможным использование таких устройств в пищевой промышленности, фармацевтике и экологии. Современная разработка UFPE стала одним из первых проектов, где искусственный интеллект и сенсорика объединились для борьбы с фальсификацией алкоголя.

3 интересных факта

• Прототип электронного носа помещается в корпус размером с мобильный телефон.
• Устройство способно распознавать различия между десятками сортов одного и того же напитка.
• Аналогичные технологии используют в аэропортах для выявления взрывчатых веществ и наркотиков по запаху.