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    「電子鼻」鑒別威士忌準確率高達96%,網友:給茅臺也整一個

    來源:網絡  時間:2022-06-07 08:09  編輯:子墨   閱讀量:14531   
    「電子鼻」鑒別威士忌準確率高達96%,網友:給茅臺也整一個

    中國的茅臺和國外的一些高端威士忌價格不菲,但也是詐騙的重要對象。沒有葡萄酒鑒賞家,普通人如何快速辨別葡萄酒的質量和真偽?

    最近,一群工程師開發了一種叫做NOS.E的“電子鼻”,專門用來聞葡萄酒。它能在不到4分鐘的時間內“嗅出”不同的威士忌風格、品牌和產地,為品酒打開了新的思路。

    為什么要靠“嗅覺”而不是“味覺”?

    事實上,威士忌的特征,如口感、氣味、質地和顏色,可以為其評價提供有效的信息。其中,氣味是影響葡萄酒口感的主要因素,研究人員以此為主要突破口設計NOS. E。

    在2019年澳大利亞CEBIT貿易展上,他們用NOS.E測試了6種威士忌:其中,地域準確率為100%,品牌名準確率為96.15%,風格準確率為92.31%。

    雖然叫“電子鼻”,但是看起來真的不像鼻子!

    今年4月,該研究論文發表在IEEE的子公司《IEEE Sensors Journal》上。

    看到這個消息,有網友激動地說:終于可以鑒定假酒了!

    也有網友調侃,應該給茅臺開發一個。

    那么,這個精致又實用的品酒工具是如何運作的呢?真的靠譜嗎?

    測試前的樣品預處理

    此前,在CeBIT的貿易展上,NOS.E的開發者現場測試了這種“電子鼻”的效果。

    正式測試前,為了控制變量,減少無關變量對結果的干擾,研究人員對樣本進行了預處理:

    他們選取了六種威士忌樣品作為實驗對象:三種混合麥芽威士忌和三種單一麥芽威士忌,在每個固相微萃取小瓶中放入等量的樣品。

    將所有樣品加熱至30 ℃;;SPME纖維用于采樣氯苯-D5作為氣相色譜的參考。

    然后,將收集了氯苯-D5的每個SPME纖維放在每個威士忌樣品的頂部,并靜置5分鐘。

    然后,將這些SPME光纖依次放入GC×GC-TOFMS儀器中,對采集到的信息進行處理和分析。為了模仿人類的嗅覺系統,研究人員為NOS.E配備了8個氣味傳感器。

    測試正式開始-

    向裝有樣品的SPME瓶中注入空氣,這樣葡萄酒中的揮發性有機化合物可以更快地排放到電子鼻中。

    為了模仿人類的嗅覺系統,研究人員為NOS. E .設計了八個氣體傳感器。

    鼻子對分子檢測到的每一種氣味進行電子評估,然后將數據輸入計算機:對采集的數據進行歸一化處理,對非參數核建模進行預處理。

    其中,建模過程是在MATLAB上進行的。

    為了減少傳感器偏差的影響,采用以下歸一化公式:

    其中y和y分別代表歸一化前后的傳感器響應。

    然后,NOS.E系統從氣體傳感器的響應中提取九個特征,包括最大一階導數、最小二階導數、最大二階導數、輸入與響應峰值之間的時間間隔等。

    特征提取后,對數據進行分類:將每款威士忌的數據集隨機洗牌,然后按80:20劃分,構建訓練集和測試集。

    對于訓練集,采用十次交叉驗證法將其分成十個子集來學習威士忌的分類模型:九個子集用于訓練,剩下的一個用于驗證。

    采用線性判別法、支持向量機(SVM)和子空間判別法(SUBD)*訓練分類器,生成一組分量分類器,構造新的組合分類器。

    最終的分析結果由新的分類器發送到終端并呈現給用戶。

    為了減少偶然誤差,研究人員對每個威士忌樣本進行了多次實驗。每個樣品測試10次后,用一種新的同類威士忌來減少酒精揮發對實驗的影響。

    研究人員前后測試了396次。

    NOS.E在判斷威士忌的產地和風格方面非常出色。

    為了測試NOS.E收集和處理的數據的準確性,研究人員還使用了最先進的二維氣相色譜-飛行時間質譜分析威士忌樣本作為對照。

    他們從三個方面測試了NOS.E的測試結果。

    第一個方面是所有的威士忌樣品是否可以相互分離。編號E的現場測試結果的準確率如下:

    第二個方面是:判斷各種威士忌樣品的產地,NOS.E測試結果最高準確率100%。

    第三個方面是判斷各種威士忌樣品的風格。NOS.E測試結果的準確度約為82%至94%。

    作者簡介

    研究論文第一作者張聞天,任教于山東第一醫科大學和澳洲悉尼科技大學;主要研究方向為控制工程計算和醫學計算。

    西安電子科技大學的劉也參與了NOS. E的研發,他畢業于澳大利亞悉尼科技大學,主要研究方向是控制工程計算和醫學計算。

    根據悉尼科技大學的報告,除了識別威士忌,NOS.E未來還可能用于檢測白蘭地和香水。

    如果這項研究能夠推廣應用,在不久的將來也可能用于更多的葡萄酒。消費者只要拿一個小小的電子產品,就能輕松判斷一款酒的類別和真偽。

    好了,到那時,中國喝酒的人應該不用擔心買到假茅臺了~

    論文地址:

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