无人机上的电子鼻收集空气进行气味测量。图源：Maria Deseada Esclapez
西班牙研究人员研制出一种便携式电子鼻，它几乎和人类的鼻子一样灵敏，能嗅到废水处理厂的臭味。这种轻量化的电子鼻与无人机配合使用，可以测量不同气味的浓度，预测气味强度，并生成实时的工厂气味地图以便管理。
通常废水处理厂的气味是通过动态嗅觉测定法来测量的，即由一组人员对从废水厂收集的空气袋进行嗅闻和分析。尽管这种方法被认为是黄金标准，但过程成本高、速度慢、频率低，操作人员无法快速应对问题或查明臭味的根源。
为了更好地监测废水处理厂的气味排放，加泰罗尼亚生物工程研究所的Santiago Marco和他的团队设计了一种便携式电子鼻，可以利用AI手段进行实时监测和数据可视化。
“气味测量的棘手之处在于它是人类的一种感知，并没有明确的定义，”研究人员 Maria Deseada Esclapez说， “我们不仅试图量化排放的特定或单个成分，而且对人类感知到的气味强度进行了预测。”
研究人员从一家废水处理厂收集空气袋，并训练电子鼻嗅出气味刺鼻的化学物质，如硫化氢、氨和二氧化硫，它们闻起来分别像臭鸡蛋、尿液和燃烧的火柴。他们还为电子鼻配备了监测细菌活动的二氧化碳传感器。
随后，研究人员将1.3公斤(2.9磅)重的电子鼻安装在一架无人机上，并于今年1月至6月期间在西班牙南部的一家中型废水处理厂将其发射升空。这架“嗅探无人机”盘旋在工厂上空，通过一个10米(33英尺)长的管子吸入空气，并在传感器室中进行分析。
结果表明，在无人机上使用电子鼻进行废水气味监测是可行的。在现场测试分析相同的空气样本时，13次中有10次电子鼻与人类测量小组的评估一致。在无人机的机动性和人工智能算法的帮助下，该团队还绘制出了时间和空间气味浓度图，并首次预测了气味的强度。
“我们对结果非常满意，但我们需要进行更多次的验证，确保该设备在实际的工厂操作中更耐用，”Marco说。研究团队计划从电子鼻上减掉一些额外的重量，并为其开发一个标准化的工作流程。此外，他们还计划进一步优化该设备，以应对温度、湿度和其他环境条件的影响。
“这项设备也可能应用在其他场地，比如垃圾填埋场、化肥厂，甚至是饲养牲畜的大型农场，这些地方也会产生各种恶臭。我们渴望看到这项设备可以对全行业起到一些作用。”Marco说。
