中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
近日，吉林大學(xué)孫鵬教授研究小組與新加坡國立大學(xué)Tan Swee Ching （陳瑞深）教授合作，提出了一種將傳感器陣列與機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合的集成策略?？纱┐鱾鞲衅麝嚵性谳^寬的相對濕度范圍內(nèi)實現(xiàn)了超過99%的理論濃度預(yù)測精度，能夠在真實的采礦條件下精確檢測NH3和NO2混合氣體，從而實現(xiàn)礦工的實時健康監(jiān)測。
近年來，伴隨5G通訊、大數(shù)據(jù)和可穿戴電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能礦業(yè)（intelligent mining）和礦業(yè)健康監(jiān)護(hù)（mining healthcare）等概念逐漸得到國家和社會的重視。然而，傳統(tǒng)的金屬氧化物氣體傳感器存在選擇性差以及與可穿戴技術(shù)不兼容的缺陷，使其無法實時檢測礦工周圍的有毒混合氣體（H2、CO、NH3、NO2等）。另一個難以克服的障礙是真實礦業(yè)環(huán)境內(nèi)隨時變化的濕度，這會嚴(yán)重干擾氧化物氣體傳感器的傳感信號，濕度干擾仍然是實現(xiàn)礦井健康監(jiān)護(hù)的瓶頸。
為了解決這些限制，該團(tuán)隊提出了一種聚苯胺基與還原氧化石墨烯基傳感器陣列和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的協(xié)同策略，以在真實礦井環(huán)境下實現(xiàn)對NH3和NO2氣體的全面和精確檢測。復(fù)合材料提高了傳感器陣列對目標(biāo)混氣的選擇性和靈敏度，
機(jī)器學(xué)習(xí)算法則用于輔助在寬濕度范圍內(nèi)對目標(biāo)混氣進(jìn)行定性及定量分析，其氣體濃度預(yù)測水平超過99%，相比之前的可穿戴傳感設(shè)備有了顯著改進(jìn)。通過將傳感陣列與低功耗柔性電路模塊集成，制造了一款可穿戴智能手環(huán)。算法被編程到智能顯示終端的應(yīng)用界面中，實現(xiàn)了在各種濕度條件下對煤礦中有害氣體的早期和遠(yuǎn)程警報。可穿戴傳感陣列與機(jī)器學(xué)習(xí)算法相協(xié)同的策略為礦井安全領(lǐng)域中高精確度的識別和檢測有害混氣提供了一種簡便有效的方法。
