在第一篇文章中的一系列更新“五感感測器”在2011區發表的文章(聲音、視覺、味覺、嗅覺、觸覺)，我們將討論在感測器技術，模仿人的嗅覺、味覺和聽覺的進步。本文將重點討論底層感測器的變化以及應用程式是如何增長的，特別是在物聯網出現的情況下。

　　嗅覺

　　電化學的鼻子，也被稱為電子鼻，是一種化學氣體感測器陣列的人工嗅覺裝置，取樣系統，和一個認識、識別、模式分類演算法比較的氣體，蒸汽，或氣味。這樣的電子鼻的模仿人的嗅覺系統。這些裝置已成功地應用於各種各樣的應用中，包括食品質量檢測、廢水管理、測量、空氣和水汙染檢測、保健和戰爭。他們的優點之一是收集的資料可以毫無偏見地解釋。

　　在食品安全中，最常用的是測定茶葉、牛奶、酒精飲料、水果、肉類和魚類、乳酪和其他乳製品的質量。氣體感測器包括甲烷、乙醇、甲苯、二甲苯(基於苯芳香烴)，CO2和CH4。

　　醫用電子鼻裝置，正在探索的早期診斷和快速處理必要的癌症生物標誌物的檢測。例如，芬蘭坦佩雷大學的研究人員使用了一種裝置，對尿液樣本上的空氣進行分子分析，並對與前列腺癌相關的揮發性有機化合物進行檢測。在去年發表的一項研究中，科學家聲稱該方法的檢出率為78%。

　　在電子鼻應用納米材料的使用是擡頭，有能力創造超高靈敏度的感測器，響應速度快(一個較小的結構，由於部分)。較小的感測器尺寸也促進了整合到更多裝置中。功能納米器件材料的一個有吸引力的類金氧半導體。它們提供了簡單的操作和易於製造和與微電子加工相容的潛力，以及低成本和低功耗。

　　還有許多挑戰需要克服，包括充分了解納米材料的生長機制，以確保足夠的質量。在預先確定的電極之間放置納米材料並形成合適的接觸直接影響器件效能也不是一件容易的事。

　　在最近的感測器突破中，可以給智慧手機帶來嗅覺的裝置。由霍尼韋爾的ACS實驗室開發，它使用了一種新型的MEMS真空泵，比以前小了幾百倍。在人類嗅覺，肺的嗅上皮層內的鼻子帶來的氣味，而電子鼻用泵。霍尼韋爾的裝置承諾最初將為光譜儀提供“附加嗅覺”，但它也可能最終出現在智慧手機中，它能感知從有毒化學品到花粉到一般空氣質量的一切資訊。

　　有許多類的電子鼻，包括導電聚合物、表面聲波、熱、和聚合物複合材料。通常有幾種型別或型別的感測器在這些應用中使用，包括光學感測器系統，質量和離子遷移率光譜法，氣相色譜法，紅外光譜法和化學感測器。一種用於檢測CO2氣體感測器的一個例子是安費諾的Telaire 6613 CO2模組(圖1)。小型、緊湊的模組旨在整合到現有的控制和裝置中，以滿足OEM的體積、成本和交貨預期。

　　Telaire 6613二氧化碳模組的影象

　　圖1：的Telaire 6613二氧化碳模組。

　　所有的工廠都被校準以測量濃度為2000和5000 ppm。雙通道感測器也可用於更高的濃度。負擔得起的，可靠的，靈活的感測器平臺的設計與其他微處理器裝置進行互動。

　　味覺

　　電子舌(舌)採用液體感測器，模仿味道人類意識的陣列，沒有其他感官，如視覺和嗅覺，常常妨礙我們的味覺感知的入侵。幾年內，研究人員預計，一種體驗味道的機器將決定食物的精確化學結構以及人們喜歡它的原因。數字“味蕾”也將幫助我們吃得更聰明更健康。

　　電子舌的措施比較口味使用感測器接收來自目標物，然後將其傳送到模式識別系統。其結果是基於人類味覺的味覺檢測。有五種基本味道：甜，苦，鹹，酸，和鮮味(日本的一個詞，可譯為“美味”或“愉快的，香香的味道”)。為了模仿人類的舌頭，感測器被用於含有多種味覺感受器的多路複用陣列中。

　　e-tongues經常被用在液體環境中液體的內容進行分類，確定液體本身，或有時區分樣品。最e-tongues是基於電位或電流感測器。味覺感測器有人工聚氯乙烯(PVC)/類脂膜，與目標溶液(如含咖啡因的飲料)相互作用。脂質膜的膜電位變化——感測器的輸出或測量。調查潛在變化導致測量化學物質輸出所提供的“味道”。通過陣列，多個感測器提供這種輸出，形成唯一的指紋。

　　而電子舌技術先進，過去的幾年裡，它的味道精度已成為當務之急。例如，2014的研究人員設法區分不同品種使用電子舌的準確度約82%啤酒之間，而其他的電子舌的原型已經證明成功區分葡萄酒的能力。

　　聽覺

　　越來越多的聽覺系統通過“聽”聲音、檢測模式和建立模型來訓練聲音。在這一段中，感測器最常見的應用之一是助聽器。數字的進步使今天的助聽器更小，更聰明，而且更幸運的是，更容易使用。

　　最先進的助聽器現在正在與其他裝置(如智慧手機和數字音樂播放器)進行互動，以直接和無線的方式向聽眾傳遞聲音。最近的改進是基於更好的微處理器和軟體降噪，助聽器可以對聲音放大的型別，選擇圍巾，或抑制。

　　目前研究的重點是方向性和語音增強。聲音系統可以利用數字訊號處理來自動地在兩種不同型別的麥克風之間移動，以便拾取一個揚聲器的聲音或來自周圍的聲音。數字語音增強可以提高人的語音段的強度和可聽性。

　　研究專案正在進行中，以減少大小和助聽器的成本，提高自己的定向能力，並確定和擴增所需的聲音如人的聲音而抑制背景噪聲。研究人員也在努力通過使用安裝在MEMS晶片上的微型麥克風延長電池壽命。這些晶片可以使多個麥克風放在一個足夠小的裝置內，以適應使用者的耳朵，而不會迅速耗盡電池。

　　例如，當蒼蠅通常沒有聽覺的話，一個子集，Ormia ochracea，寄生蠅，可以判斷聲音的方向在兩攝氏度，這似乎是不可能的了飛小。康奈爾科學家正在研究這種極微小的昆蟲寄生蟲，以此作為開發基於蠅類聽覺裝置的人工定向聽力系統的基礎，這種聽覺系統自然小到可以安裝在助聽器內。

　　檢測聲音或“聽”的感測器本質上是具有複雜訊號處理能力的麥克風。在機器人技術中，聲音感測器被廣泛應用。一個特別適合於基於聲音的應用的感測器是視差聲音衝擊感測器(製造商的零件編號29132，圖2)，它為專案提供噪音控制，並對諸如拍拍手之類的大聲噪音作出反應。

　　通過車載麥克風，該感測器檢測分貝電平的變化，觸發高訊號通過感測器的訊號引腳傳送。這種變化可以由任何視差微控制器的I/O引腳讀取。檢測範圍高達3米遠和車載電位器提供了一個可調範圍的檢測。

　　視差聲衝擊感測器的影象

　　圖2：視差聲衝擊感測器。

　　針對語音識別，意法半導體的mp34db01 MEMS數字麥克風音訊感測器(定時波形如圖3所示)是一種超小型、低功耗、全方位、數字MEMS麥克風與電容式感測元件和立體作戰能力的IC介面構建。

　　對意法半導體mp34db01時序波形圖

　　圖3：在mp34db01時序波形。

　　積體電路介面採用CMOS工藝製造，具有單電源電壓、低功耗和全方位靈敏度。有120的mp34db01 dBSPL以聲稱“市場上最好的“62.6 dB的信噪比和靈敏度26 dBfs聲學超載點。

　　在底部的mp34db01港口，SMD標準可用，EMI遮蔽封裝，以保證供應商可工作在擴充套件的溫度範圍從- 40°C + 85°C.

　　總之，毫無疑問，我們將看到更多的嗅覺、味覺和聽覺感測器技術的發展。在本系列的第2部分中，我們將研究涉及觸覺和視覺的感測器。