「电子鼻」鉴别威士忌准确率高达96%，网友：给茅台也整一个

中国的茅台和国外的一些高端威士忌价格不菲，但也是诈骗的重要对象。没有葡萄酒鉴赏家，普通人如何快速辨别葡萄酒的质量和真伪？

最近，一群工程师开发了一种叫做NOS.E的“电子鼻”，专门用来闻葡萄酒。它能在不到4分钟的时间内“嗅出”不同的威士忌风格、品牌和产地，为品酒打开了新的思路。

为什么要靠“嗅觉”而不是“味觉”？

事实上，威士忌的特征，如口感、气味、质地和颜色，可以为其评价提供有效的信息。其中，气味是影响葡萄酒口感的主要因素，研究人员以此为主要突破口设计NOS. E。

在2019年澳大利亚CEBIT贸易展上，他们用NOS.E测试了6种威士忌:其中，地域准确率为100%，品牌名准确率为96.15%，风格准确率为92.31%。

虽然叫“电子鼻”，但是看起来真的不像鼻子！

今年4月，该研究论文发表在IEEE的子公司《IEEE Sensors Journal》上。

看到这个消息，有网友激动地说:终于可以鉴定假酒了！

也有网友调侃，应该给茅台开发一个。

那么，这个精致又实用的品酒工具是如何运作的呢？真的靠谱吗？

测试前的样品预处理

此前，在CeBIT的贸易展上，NOS.E的开发者现场测试了这种“电子鼻”的效果。

正式测试前，为了控制变量，减少无关变量对结果的干扰，研究人员对样本进行了预处理:

他们选取了六种威士忌样品作为实验对象:三种混合麦芽威士忌和三种单一麦芽威士忌，在每个固相微萃取小瓶中放入等量的样品。

将所有样品加热至30 ℃;；SPME纤维用于采样氯苯-D5作为气相色谱的参考。

然后，将收集了氯苯-D5的每个SPME纤维放在每个威士忌样品的顶部，并静置5分钟。

然后，将这些SPME光纤依次放入GC×GC-TOFMS仪器中，对采集到的信息进行处理和分析。为了模仿人类的嗅觉系统，研究人员为NOS.E配备了8个气味传感器。

测试正式开始-

向装有样品的SPME瓶中注入空气，这样葡萄酒中的挥发性有机化合物可以更快地排放到电子鼻中。

为了模仿人类的嗅觉系统，研究人员为NOS. E .设计了八个气体传感器。

鼻子对分子检测到的每一种气味进行电子评估，然后将数据输入计算机:对采集的数据进行归一化处理，对非参数核建模进行预处理。

其中，建模过程是在MATLAB上进行的。

为了减少传感器偏差的影响，采用以下归一化公式:

其中y和y分别代表归一化前后的传感器响应。

然后，NOS.E系统从气体传感器的响应中提取九个特征，包括最大一阶导数、最小二阶导数、最大二阶导数、输入与响应峰值之间的时间间隔等。

特征提取后，对数据进行分类:将每款威士忌的数据集随机洗牌，然后按80:20划分，构建训练集和测试集。

对于训练集，采用十次交叉验证法将其分成十个子集来学习威士忌的分类模型:九个子集用于训练，剩下的一个用于验证。

采用线性判别法、支持向量机(SVM)和子空间判别法(SUBD)*训练分类器，生成一组分量分类器，构造新的组合分类器。

最终的分析结果由新的分类器发送到终端并呈现给用户。

为了减少偶然误差，研究人员对每个威士忌样本进行了多次实验。每个样品测试10次后，用一种新的同类威士忌来减少酒精挥发对实验的影响。

研究人员前后测试了396次。

NOS.E在判断威士忌的产地和风格方面非常出色。

为了测试NOS.E收集和处理的数据的准确性，研究人员还使用了最先进的二维气相色谱-飞行时间质谱分析威士忌样本作为对照。

他们从三个方面测试了NOS.E的测试结果。

第一个方面是所有的威士忌样品是否可以相互分离。编号E的现场测试结果的准确率如下:

第二个方面是:判断各种威士忌样品的产地，NOS.E测试结果最高准确率100%。

第三个方面是判断各种威士忌样品的风格。NOS.E测试结果的准确度约为82%至94%。

作者简介

研究论文第一作者张闻天，任教于山东第一医科大学和澳洲悉尼科技大学；主要研究方向为控制工程计算和医学计算。

西安电子科技大学的刘也参与了NOS. E的研发，他毕业于澳大利亚悉尼科技大学，主要研究方向是控制工程计算和医学计算。

根据悉尼科技大学的报告，除了识别威士忌，NOS.E未来还可能用于检测白兰地和香水。

如果这项研究能够推广应用，在不久的将来也可能用于更多的葡萄酒。消费者只要拿一个小小的电子产品，就能轻松判断一款酒的类别和真伪。

好了，到那时，中国喝酒的人应该不用担心买到假茅台了~

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