无人机上的电子鼻收集空气进行气味测量。功劳:来自西班牙的玛丽亚·迪萨达·埃斯克拉佩兹研究人员发明了一种便携式电子鼻(电子鼻)，它几乎和人类的鼻子一样灵敏，能嗅出污水处理厂的臭味。与无人机相结合，这款轻巧的电子鼻可以测量不同气味的浓度，预测气味强度，并生成工厂的实时气味图以供管理。该方法发表在11月16日的《国际科学》杂志上。传统上，污水处理厂的气味是通过动态嗅觉测量法来测量的，在动态嗅觉测量法中，人类小组会嗅闻并分析从工厂收集的空气袋。尽管这种方法被认为是黄金标准，但这一过程成本高、速度慢且不频繁，这使得运营商无法快速应对问题或找到恶臭的根源。
加泰罗尼亚生物工程研究所的资深作者圣地亚哥·马尔科说:“我住在离污水处理厂两公里(1.2英里)的地方，有时，你甚至打不开窗户，因为气味难闻。“我们不应该低估这些设施对周围人们生活质量的影响，接触恶臭也会带来身体和心理上的后果。”
为了更好地监测污水处理厂的气味排放，马可和他的团队设计了一种便携式电子鼻，在人工智能的帮助下进行实时监控和数据可视化。该团队从一家工厂收集了几袋空气，并训练电子鼻嗅出硫化氢、氨和二氧化硫等刺激性化学物质，这些物质分别闻起来像臭鸡蛋、尿和烧焦的火柴。电子鼻还配备了二氧化碳传感器，二氧化碳是细菌活动的指示器。在实验室环境中，电子鼻的表现几乎和人类的鼻子一样好。
研究人员随后将这个1.3公斤(2.9磅)重的电子鼻附在一架无人机上，并在1月至6月间将其送入西班牙南部一家中型污水处理厂的天空中。悬停在工厂的不同设施上，“嗅探无人机”通过一根10米(33英尺)长的管子吸入空气，并分析传感器室内的空气。
无人机上的电子鼻收集空气，用于污水处理厂上方的气味测量。功劳:玛丽亚·迪萨达·埃斯克拉佩兹“气味测量的棘手之处在于它是一种人类感知，而且定义不明确，”污水和卫生服务公司德瓜斯·德·梅迪特拉尼奥的合著者玛丽亚·迪萨达·埃斯克拉佩兹说。“我们不仅试图量化排放物的特定或个别成分，还试图预测人类感知到的气味强度。”
结果表明，无人机电子鼻用于废水气味监测是可行的。在现场测试中分析相同的空气样本时，电子鼻的13个测量值中有10个与人体小组的评估一致。借助无人机的机动性和人工智能算法，该团队还绘制出了气味浓度的时间和空间图，并首次通过无人机测量预测了气味的强度。
“我们对结果非常满意，但我们需要更多的验证，并使设备更坚固，以适应真正的工厂运营，”马尔科说。该团队计划从电子鼻上去除一些额外的重量，并为该方法开发一个标准化的过程。他们还计划进一步优化设备，防止温度、湿度和其他可能影响精度的环境条件的影响。
“这项工作也可能对其他设施产生影响，如垃圾填埋场、堆肥厂，甚至是饲养牛和猪的大型农场，这些农场也会产生各种恶臭，”马尔科说。
“我们渴望看到这项工作会对行业产生什么影响，”埃斯克拉佩兹补充道。
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