电子鼻AI品酒品牌、地区和风格一闻就知道

MICHELLE HAMPSON IEEE电气电子工程师

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UNIVERSITY OF TECHNOLOGY SYDNEY

威士忌鉴赏家可以通过少量闻一闻味道，准确地知道手中威士忌的品牌、地区和风格。但是，在辨别威士忌的品质方面，我们人类的鼻子与电子鼻相比如何呢？

2月1日发表在《IEEE传感器》杂志上的一项研究描述了一种新的电子鼻，它在分析威士忌时出人意料地准确，只闻一下就可以识别威士忌品牌，准确率超过95%。

近年来，电子鼻广泛应用，也越来越受欢迎，从感知作物何时准备收割到识别即将过期的食品。所以并不奇怪，许多电子鼻也被开发用于分析酒精饮料，包括威士忌，据估计，仅2018年一年，威士忌的国际市场价值就高达580亿美元。

“这个市场蓬勃的产业有可能成为欺骗性活动的目标，如错误标注和掺假，”悉尼科技大学工程与IT学院副教授Steven Su解释说，经验丰富且技能高超的爱好者可以很容易地从威士忌的气味中分辨出区别。但对大多数消费者来说，尤其是业余爱好者，这是相当困难的。”

因此，Su和他的同事们试图改造他们的电子鼻，以便它能够分析威士忌的一些关键品质。他们最初的电子鼻设计用于检测在黑市上出售的非法动物零件，如犀牛角，此后他们还将电子鼻改造用于呼吸分析和评估食品质量。

他们最新的威士忌嗅探电子鼻，名为Nos.e，包含一小瓶威士忌样品。威士忌的气味被注入一个气体传感器室，该传感器检测各种气味，并将数据发送到计算机进行分析。然后，通过机器学习算法提取和分析最重要的气味特征，这些算法旨在识别威士忌的品牌、地区和风格。

在他们的研究中，研究人员将Nos.e用于测试，用它分析了六种不同的威士忌，从Johnnie Walker Red和Black，到Macallan的12年单麦芽苏格兰威士忌。为了进行比较，他们还使用最先进的二维气相色谱-飞行时间质谱（GC×GC-ToFMS）分析了威士忌样品。电子鼻只是评估一种物质的整体香气特征，而GC×GC-ToFMS能够识别复杂气味混合物中的单个化合物。尽管GC×GC-ToFMS的精确度很高，但这种仪器方法也比电子鼻更昂贵、更复杂。

Su的团队对结果感到吃惊，这表明，在识别威士忌品牌方面，Nos.e与GC设备相当。

“考虑到平均准确率在95%以上，电子鼻（可能）可以被训练来评估其他也可能是假酒的一些比较流行且普及的酒种，如澳大利亚红酒、日本威士忌或中国白葡萄酒，”Su指出。

一些酒类公司也有同样的想法。Su说，一家总部位于中国的白酒公司已经与他的团队接触，并提议将这项技术应用到白酒中，尽管由于疫情，这一提议已暂时搁置。

Su还指出，他的团队的新电子鼻可能无法与其他几种分析技术相比，比如计算机视觉分析。“电子鼻的这种局限性是由当前气体传感器的特性造成的，它们对湿度和温度等环境变化非常敏感，”他解释道，“因此，我们的目标是在未来使用算法来应对这些挑战。”