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Comprendre les capteurs d’odeur David Pike

Source : anetlanda – stock.adobe.com

 

Nous nous reposons sur nos sens pour nous aider à comprendre le monde qui nous entoure. Chacun d’entre eux fournit des informations spécifiques que notre cerveau associe entre elles pour créer une image de notre environnement.

Avec l’essor de l’intelligence artificielle (IA) et de l’apprentissage automatique (ML, pour machine learning), nous nous appuyons de plus en plus sur la technologie pour prendre des décisions complexes. Les machines alimentées par IA et ML doivent elles aussi se faire une image précise de leur environnement. C’est pourquoi il nous faut les équiper avec la technologie appropriée afin de leur permettre de récupérer toutes les informations requises à cet effet.

Les capteurs jouent un rôle essentiel dans cette technologie moderne, car ce sont eux qui fournissent aux machines les informations dont elles ont besoin pour fonctionner correctement. Les concepteurs ont longtemps cherché à équiper les machines avec des équivalents des sens tels que nous les connaissons. Or, si le cerveau humain est merveilleusement conditionné pour comprendre les informations collectées par les organes sensoriels, les capteurs artificiels ont souvent besoin d’une plus grande sophistication. Les capteurs d’ancienne génération n’étaient pas en mesure d’interpréter les informations recueillies sans la puissance de traitement qui est désormais disponible.

De nombreux dispositifs sensoriels sont limités dans leur fonctionnement. Les capteurs de lumière ou de proximité, par exemple, ont besoin d’un champ de vision dégagé ou d’un contact physique pour fonctionner correctement. Parallèlement, les applications deviennent de plus en plus complexes et les technologies de détection simples ne suffisent plus aux concepteurs.

L’odorat en tant que sens mécanique

Le sens de l’odorat, également appelé olfaction, est une forme d’analyse chimique de basses concentrations de molécules en suspension dans l’air. Lorsque ces molécules rencontrent un récepteur dans le nez, des signaux sont transmis aux parties du cerveau chargées de l’identification des odeurs. La sensibilité olfactive dépend de la concentration des récepteurs, cette concentration variant d’une espèce à l’autre. Par exemple, la truffe d’un chien est beaucoup plus sensible qu’un nez humain et elle peut identifier des concentrations de substances chimiques bien trop faibles pour le nez humain.

Les chiens détecteurs sont des compagnons précieux pour les humains dans de nombreuses missions. Leurs compétences ne se limitent pas à la recherche de biens de contrebande ou d’armes. Certains chiens ont été dressés pour détecter des problèmes de santé avant même l’apparition de symptômes. Leur flair est également mis à contribution dans d’autres domaines, notamment dans la gestion environnementale et dans des enquêtes sur les incendies. Cependant, le dressage d’un chien détecteur dure plusieurs mois et ils ne sont souvent dressés que pour la détection d’un certain nombre d’odeurs. Les chiens ont en outre une valeur limitée dans un environnement industriel.

Les capteurs olfactifs utilisés comme méthode de détection offrent des avantages variés et uniques. Contrairement à la reconnaissance d’images et à d’autres technologies basées sur la vision, l’olfaction ne dépend pas d’une détection sur la ligne de mire. Les odeurs peuvent être détectées sur des objets qui ne sont pas visibles (soit qu’ils sont cachés, masqués ou tout simplement non visibles par d’autres moyens), ce qui permet à la technologie avec capteur olfactif de fonctionner sans nécessiter de procédures invasives. Les dernières avancées en matière de capteurs olfactifs sont ainsi parfaitement adaptées à toute une série d’applications.

Trois endroits où les capteurs d’odeur sont utiles

Grâce au progrès technologique réalisé pour imiter cette extraordinaire capacité humaine, les capteurs d’odeurs ou « nez artificiels » sont désormais utilisés dans différents secteurs. Grâce à leur capacité d’analyse des signatures chimiques présentes dans l’air, ces capteurs permettent de créer de nouveaux niveaux de sécurité, d’efficacité et de détection précoce dans des lieux tels que les aéroports, les usines et les cabinets médicaux.

Sécurité

Le sens de l’odorat ne requiert pas de contact physique, ce qui en fait une méthode idéale pour la détection dans de grands espaces. Par exemple, des capteurs olfactifs peuvent être déployés pour la sécurité aéroportuaire et collecter des informations sur les passagers ou les bagages au fur et à mesure qu’ils défilent. Équipés d’une base de données contenant des signatures chimiques et de la capacité de traitement pour analyser un grand nombre d’échantillons en temps réel, ces capteurs permettent au personnel de sécurité de laisser les passagers passer facilement à travers les installations, n'arrêtant que ceux identifiés comme ayant un intérêt particulier.

Industrie

Le monde industriel adopte lui aussi les capteurs d’odeurs. De nombreux processus industriels ont le potentiel de créer des sous-produits dangereux. Les capteurs olfactifs peuvent alors surveiller les conditions de l’air et signaler la formation dangereuse de combinaisons chimiques nocives. Ils peuvent également fournir des informations importantes sur le processus industriel lui-même. Une combustion incomplète peut entraîner de hautes concentrations de carburant non brûlé dans l’atmosphère, ce qui indique qu’un processus utilise l’énergie de manière inefficace. Une odeur différente pourrait indiquer si l’oxydation requiert une mesure de prévention. Dans les deux cas, les capteurs olfactifs permettent de détecter précocement l’apparition de problèmes et même, lorsqu’ils sont combinés à une technologie IA dernier cri, de recommander la meilleure action à entreprendre afin d’y remédier sans intervention humaine.

Applications médicales

C’est dans l’industrie de la santé que l’on retrouve les applications présentant le plus de potentiel pour les capteurs olfactifs. En médecine, un diagnostic précoce offre aux patients les meilleurs résultats cliniques. De nombreuses maladies, allant du cancer au diabète, entraînent des changements perceptibles dans la chimie du corps. L’utilisation de capteurs pour détecter un changement d’odeur est susceptible de fournir un diagnostic critique précoce qui améliorera de manière significative l’efficacité d’un traitement et augmentera les chances de guérison. Le fait que ces capteurs fonctionnent sans contact et de façon non invasive les rend utiles pour une consultation initiale, sans les délais propres à des techniques plus traditionnelles d’analyse sanguine ou des tissus.

Conclusion

En plus des capteurs traditionnels basés sur la vision, les capteurs olfactifs offrent toute une série d’avantages par rapport à d’autres technologies. Ils n’impliquent pas une ligne de mire réelle et ne requièrent pas de contact physique.

Avec des applications dans un grand nombre d’industries et de secteurs, de la sécurité et de l’industrie aux applications médicales novatrices, les capteurs olfactifs fonctionnent en association avec d’autres techniques afin de fournir des systèmes de machine avec le feed-back nécessaire pour aider à sauver des vies.

À propos de l’auteur

David Pike est bien connu dans l'industrie de l'interconnexion pour sa passion et son geek général. Son nom en ligne est Connector Geek.



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