Статья:
4 августа, 2016 10:00
14

"Электронный нос" поможет в борьбе с террористами и наркоторговцами

Раковая опухоль терроризма продолжает давать метастазы ― Ближний Восток, Турция, Ницца... Помимо военных и спецслужб свою лепту в борьбу с главной угрозой современности могут внести и экономисты. Высшая школа экономики (НИУ ВШЭ) создаёт устройство для поимки террористов и торговцев наркотиками. Речь идёт о новом поколении так называемых "электронных носов". Они способны "унюхать" широчайший спектр запахов, коими обладают взрывчатые и наркотические вещества.

Лаборатория сверхпроводниковых наноструктур Центра фундаментальных исследований НИУ ВШЭ разработает новую методику обнаружения взрывчатых веществ. Она позволит сделать из устройства по их распознаванию, именуемого "электронным носом", суперанализатор, многократно превосходящий по своим полезным свойствам все существующие аналоги. 

Дело в том, что эти самые аналоги имеют крайне ограниченные возможности. Они способны распознавать незначительное количество запахов ― от 16 до 32. Это в первую очередь связано с тем, что все современные "электронные носы" построены на спектроскопическом анализе малых концентраций веществ. Говоря проще, они "зазубривают" несколько запахов и вычисляют лишь их. На более полный анализ и переобучение такие приборы не способны.

― Такие мобильные детекторы и анализаторы запахов не позволяют оперативно "переобучать"  их на запахи новых веществ, ― говорит Лайфу руководитель проекта, профессор лаборатории НИУ ВШЭ Галина Чулкова. ― Они также не учитывают сложный или новый фон запахов при определении уже известных веществ. Как правило, такой прибор жёстко откалиброван изготовителем на обнаружение конкретных веществ и неспособен принимать решение об обнаружении неизвестных запахов.

На выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) по теме "Разработка и программная реализация алгоритмов нейросетевого распознавания широкого класса химических веществ с использованием самообучающихся интеллектуальных средств с полупроводниковыми детекторами типа "электронный нос" НИУ ВШЭ потратит 8 млн рублей.

При выполнении НИОКР разработчиком микросхем выступит предприятие "Электронные системы и технологии" (ООО ЭСТ). Это же предприятие поставит для НИУ ВШЭ и "Станцию подготовки и контроля состава газовоздушных смесей "Модуль-1 П" стоимостью 1,4 млн рублей. Это необходимое оборудование для разработки "электронного носа".

Как российский "чудо-нос" будет "учиться" и продаваться

Разрабатываемое программное обеспечение позволит прибору производить точнейшую цифровую обработку поступающей информации об исследуемом веществе. Будет производиться направленный поиск образцов, ближайших по своим свойствам к "разыскиваемому." Для этих целей будет создана специальная библиотека, содержащая от 1000 до 10 000 комбинаций запахов.

Проект Чулковой включает в себя полный комплекс научно-технических мероприятий ― методы, технология, макетирование. Новые устройства будут обладать быстрообучаемым нейросетевым искусственным интеллектом. Оно будет не только "вынюхивать" запахи в более широком диапазоне, но и всё время проходить "курсы переподготовки" по распознаванию взрывчатки и наркотиков.

Большую роль в "обучении" прибора будут играть микросхемы, которые для устройства НИУ ВШЭ разработает компания "Электронные системы и технологии". Они будут установлены на компьютер в виде небольшого пылесосика.

― Наша часть работы заключается не в разработке самого устройства, а в создании методики распознавания смесей, когда они друг с другом находятся в разных соотношениях, ―  прокомментировал Лайфу генеральный директор ЭСТ Андрей Алтухов. ― Главное, это методики и алгоритмы моделирования, чувствительность сенсора. К сожалению, для этих целей в России сегодня до сих пор используют собак. Обоняние у собаки наиболее чувствительное. Пока нельзя сказать, что мы полностью заменим четвероногих, что везде будет только "электронный нос." Это дорого с точки зрения создания и затрат на последующее обслуживание.

― Никаких датчиков не хватает, чтобы работать с тяжёлыми вещами, в том числе с взрывчаткой, пары которой обладают достаточно низкой летучестью, ― продолжает эксперт. ― Надо переходить не к поиску чувствительных методов, а к варианту математического обучения, распознавания таких сенсоров, настраиваемых через всевозможные алгоритмы. Это как собака, которая пока не научится и не узнает, что это взрывчатка, не обнаружит её. Главное ― найти алгоритм обучения. В ВШЭ как раз очень сильная лаборатория, которая занимается нейросетевыми алгоритмами. Она их оптимизирует. Обучаться приходится очень долго, месяцами, чтобы научить сеть и датчики правильно реагировать. В ВШЭ нашли алгоритм, чтобы сократить период обучения. Распознавание взрывчатки ― это вопрос будущего. Мы будем обучать на типовых примерах и постепенно переходить к взрывчатке и наркотикам. К концу года появятся модели того, как реагируют датчики. Разработка методики займёт продолжительное время.

По словам руководителя проекта Галины Чулковой, отечественные "электронные носы" будут востребованы и зарубежными  потребителями. Устройства, оснащённые ими, можно применять при разработках военной техники, бортовых устройств авиационных и космических аппаратов, для бытовых и коммунальных датчиков-сигнализаторов.

Сколько будет стоить "чудо-нос"?

В "Бюро научно-технической информации" Лайфу рассказали, что сегодня наиболее эффективными "электронными носами" являются портативный быстродействующий высокочувствительный детектор паров и следов взрывчатых веществ "М-ИОН", цена которого составляет около 700 тыс. рублей. Также стоит отметить портативный дрейфспектрометрический детектор паров взрывчатых веществ "ПИЛОТ-М" ценой около 400 тыс. рублей. 

Пока руководитель проекта ВШЭ Галина Чулкова не берётся прогнозировать, будет ли новый "электронный нос" стоить дороже или дешевле аналогов. Она сообщила, что первый образец вряд ли будет портативным. Более того, сравнивать его с данными устройствами нельзя, т.к. это будет программно-аппаратный комплекс, необходимый для осуществления функций самообучения.

Между тем в компании "Электронные системы и технологии" предпочитают ориентироваться на "электронный нос", который используют подразделения ФСБ и МВД. Это "портативный детектор паров взрывчатых веществ "ШЕЛЬФ ДС". Похожие устройства или аналоги типа "электронный нос" выпускаются в МИФИ, МГУ и Новосибирске.

Теги:
наука, бизнес, наркотики, борьбастерроризмом, взрывчатка, эксклюзивы

Другие новости