Die Vorteile von Geruchssensoren

Unsere Sinne ermöglichen uns, die Welt um uns herum wahrzunehmen. Jeder Sinn liefert spezifische Informationen, die unser Gehirn kombiniert, um sich ein Bild von unserer Umgebung zu machen.

Durch die Weiterentwicklung von künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) sind wir immer stärker auf Technologien angewiesen, mit deren Hilfe wir komplexe Entscheidungen für uns selbst treffen können. Doch auch Maschinen und Systeme, die mit KI und ML arbeiten, müssen sich ein genaues Bild von ihrer Umgebung machen. Daher sollten wir diese Geräte mit der notwendigen Technologie ausstatten, damit sie die benötigten Informationen sammeln können.

Sensoren spielen bei dieser modernen Technologie eine wichtige Rolle, denn sie versorgen die Maschinen mit den nötigen Informationen, damit sie korrekt funktionieren. Entwickler versuchen schon seit Langem, Maschinen mit ähnlichen Funktionen wie unseren Sinnen auszustatten. Das menschliche Gehirn ist z. B. hervorragend darauf konditioniert, die Informationen zu verarbeiten, die von den Sinnesorganen erfasst werden. Künstliche Sensoren müssen jedoch oftmals noch weiter optimiert werden. So konnten die Sensoren der ersten Generation die gesammelten Informationen ohne die heute verfügbare Rechenleistung gar nicht verarbeiten.

Viele Sensoren, wie z. B. Licht- und Näherungssensoren, haben einen begrenzten Funktionsbereich, da sie auf eine klare Sichtlinie oder physischen Kontakt angewiesen sind, um korrekt zu funktionieren. Doch angesichts immer komplexerer Anwendungen können sich Entwickler nicht mehr auf eine einfache Sensortechnologie verlassen.

Geruchssinn für Maschinen

Der Geruchssinn wird als Olfaktorik bezeichnet und ist eine Form der chemischen Analyse niedriger Konzentrationen von Molekülen, die in der Luft schweben. Wenn diese Moleküle auf einen Rezeptor in der Nase treffen, werden Signale an die Teile des Gehirns übertragen, die für die Geruchserkennung zuständig sind. Die Empfindlichkeit des Geruchsinns hängt von der Dichte der Rezeptoren ab, die sich je nach Spezies unterscheidet. Die Nase eines Hundes zum Beispiel ist wesentlich empfindlicher als die eines Menschen. Ein Hund kann Konzentrationen von chemischen Stoffen erkennen, die für den Menschen viel zu schwach sind.

Daher sind Spürhunde für den Menschen ein wertvoller Begleiter bei verschiedenen Aufgaben. Neben der Suche nach Schmuggelware oder Waffen können diese Hunde auch helfen, Krankheiten zu erkennen, bevor Symptome auftreten. Sie werden auch in anderen Bereichen eingesetzt, beispielsweise im Umweltmanagement und bei der Brandermittlung. Die Ausbildung eines Spürhundes dauert jedoch viele Monate, und sie werden oft nur für eine bestimmte Anzahl von Gerüchen ausgebildet. Außerdem sind Hunde in einem industriellen Umfeld nur begrenzt einsetzbar.

Geruchssensoren bieten als Erkennungsverfahren vielseitige und einzigartige Vorteile. Im Gegensatz zur Bilderkennung und anderen bildbasierten Technologien ist der Geruchssinn nicht auf Sichtkontakt angewiesen. Gerüche können auch von unsichtbaren Objekten erkannt werden, ganz gleich, ob diese versteckt oder verdeckt sind oder ob sie mit anderen Mitteln nicht erkennbar sind. Dadurch kann die Geruchssensorik ohne invasive Maßnahmen arbeiten. Aus diesem Grund eignen sich die neuesten Entwicklungen im Bereich der Geruchssensoren ideal für eine Reihe von Anwendungen.

Drei sinnvolle Einsatzbereiche für Geruchssensoren

Mit dem technologischen Fortschritt kommen künstliche Geruchssensoren nun in verschiedenen Bereichen zum Einsatz und ahmen dort diese außergewöhnliche menschliche Fähigkeit nach. Durch die Analyse chemischer Substanzen in der Luft sorgen diese Sensoren für mehr Sicherheit, Effizienz und Früherkennung an Flughäfen, in der Industrie oder in ärztlichen Einrichtungen.

Sicherheit

Da Geruchssensoren keinen Körperkontakt benötigen, eignen sie sich ideal für die Erkennung in großen Räumen. So können sie beispielsweise an Flughäfen eingesetzt werden, um bei der Sicherheitskontrolle Informationen über Passagiere oder Gepäckstücke zu sammeln. Mit einer Datenbank, die chemische Signaturen enthält, und der nötigen Rechenleistung für die Analyse einer sehr großen Anzahl von Proben in Echtzeit können diese Sensoren dem Sicherheitspersonal dabei helfen, die Passagiere problemlos passieren zu lassen und nur diejenigen zu kontrollieren, die sie als besonders „interessant“ einstufen.

Industrie

Auch in der Industrie werden Geruchssensoren eingesetzt. Bei vielen industriellen Prozessen können gefährliche Nebenprodukte entstehen. Geruchssensoren können die Luftqualität überwachen und auf gefährliche Ansammlungen schädlicher Chemikalien achten. Sie können auch aussagekräftige Informationen über den industriellen Prozess selbst liefern. So können hohe Konzentrationen unverbrannter Brennstoffe in der Atmosphäre beispielsweise auf eine unvollständige Verbrennung hindeuten. Dies ist wiederum ein Hinweis darauf, dass die Energie in einem Prozess nicht effizient genutzt wird. Ein anderer Geruch könnte darauf hinweisen, dass eine Oxidation verhindert werden muss. In beiden Fällen können Geruchssensoren frühzeitig vor einem Problem warnen und in Kombination mit der neuesten KI-Technologie optimale Maßnahmen zur Behebung der Situation empfehlen, ohne dass ein Mensch eingreifen muss.

Medizintechnik

Die Medizintechnik ist ein besonders interessanter Anwendungsbereich für Geruchssensoren. Hier kommt es auf eine frühzeitige Diagnose an, um die besten klinischen Ergebnisse für die Patienten zu erzielen. Viele Krankheiten, von Krebs bis hin zu Diabetes, verursachen nachweisbare Veränderungen in der Körperchemie. Der Einsatz von Sensoren zur Erkennung von Geruchsveränderungen kann eine wichtige Frühdiagnose liefern, die die Chancen auf eine wirksame Behandlung und Genesung erheblich verbessert. Da diese Sensoren berührungslos und nicht invasiv sind, eignen sie sich insbesondere für eine Erstuntersuchung, ohne dass es zu Verzögerungen durch die herkömmlichen Verfahren der Blut- oder Gewebeanalyse kommt.

Fazit

Neben den konventionellen visuellen Sensoren bieten Geruchssensoren eine ganze Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Technologien. Sie arbeiten ohne Sichtkontakt und ohne Körperkontakt.

Geruchssensoren kommen in zahlreichen Branchen und Anwendungen zum Einsatz, von der Sicherheit über die Industrie bis hin zur innovativen Medizintechnik. In Verbindung mit anderen Technologien sorgen sie dafür, dass Maschinensysteme die nötigen Informationen erhalten, um das Leben zu verbessern.