「電子鼻」鑒別威士忌準確率高達96%，網友：給茅臺也整一個

中國的茅臺和國外的一些高端威士忌價格不菲，但也是詐騙的重要對象。沒有葡萄酒鑒賞家，普通人如何快速辨別葡萄酒的質量和真偽？

最近，一群工程師開發了一種叫做NOS.E的“電子鼻”，專門用來聞葡萄酒。它能在不到4分鐘的時間內“嗅出”不同的威士忌風格、品牌和產地，為品酒打開了新的思路。

為什么要靠“嗅覺”而不是“味覺”？

事實上，威士忌的特征，如口感、氣味、質地和顏色，可以為其評價提供有效的信息。其中，氣味是影響葡萄酒口感的主要因素，研究人員以此為主要突破口設計NOS. E。

在2019年澳大利亞CEBIT貿易展上，他們用NOS.E測試了6種威士忌:其中，地域準確率為100%，品牌名準確率為96.15%，風格準確率為92.31%。

雖然叫“電子鼻”，但是看起來真的不像鼻子！

今年4月，該研究論文發表在IEEE的子公司《IEEE Sensors Journal》上。

看到這個消息，有網友激動地說:終于可以鑒定假酒了！

也有網友調侃，應該給茅臺開發一個。

那么，這個精致又實用的品酒工具是如何運作的呢？真的靠譜嗎？

測試前的樣品預處理

此前，在CeBIT的貿易展上，NOS.E的開發者現場測試了這種“電子鼻”的效果。

正式測試前，為了控制變量，減少無關變量對結果的干擾，研究人員對樣本進行了預處理:

他們選取了六種威士忌樣品作為實驗對象:三種混合麥芽威士忌和三種單一麥芽威士忌，在每個固相微萃取小瓶中放入等量的樣品。

將所有樣品加熱至30 ℃;；SPME纖維用于采樣氯苯-D5作為氣相色譜的參考。

然后，將收集了氯苯-D5的每個SPME纖維放在每個威士忌樣品的頂部，并靜置5分鐘。

然后，將這些SPME光纖依次放入GC×GC-TOFMS儀器中，對采集到的信息進行處理和分析。為了模仿人類的嗅覺系統，研究人員為NOS.E配備了8個氣味傳感器。

測試正式開始-

向裝有樣品的SPME瓶中注入空氣，這樣葡萄酒中的揮發性有機化合物可以更快地排放到電子鼻中。

為了模仿人類的嗅覺系統，研究人員為NOS. E .設計了八個氣體傳感器。

鼻子對分子檢測到的每一種氣味進行電子評估，然后將數據輸入計算機:對采集的數據進行歸一化處理，對非參數核建模進行預處理。

其中，建模過程是在MATLAB上進行的。

為了減少傳感器偏差的影響，采用以下歸一化公式:

其中y和y分別代表歸一化前后的傳感器響應。

然后，NOS.E系統從氣體傳感器的響應中提取九個特征，包括最大一階導數、最小二階導數、最大二階導數、輸入與響應峰值之間的時間間隔等。

特征提取后，對數據進行分類:將每款威士忌的數據集隨機洗牌，然后按80:20劃分，構建訓練集和測試集。

對于訓練集，采用十次交叉驗證法將其分成十個子集來學習威士忌的分類模型:九個子集用于訓練，剩下的一個用于驗證。

采用線性判別法、支持向量機(SVM)和子空間判別法(SUBD)*訓練分類器，生成一組分量分類器，構造新的組合分類器。

最終的分析結果由新的分類器發送到終端并呈現給用戶。

為了減少偶然誤差，研究人員對每個威士忌樣本進行了多次實驗。每個樣品測試10次后，用一種新的同類威士忌來減少酒精揮發對實驗的影響。

研究人員前后測試了396次。

NOS.E在判斷威士忌的產地和風格方面非常出色。

為了測試NOS.E收集和處理的數據的準確性，研究人員還使用了最先進的二維氣相色譜-飛行時間質譜分析威士忌樣本作為對照。

他們從三個方面測試了NOS.E的測試結果。

第一個方面是所有的威士忌樣品是否可以相互分離。編號E的現場測試結果的準確率如下:

第二個方面是:判斷各種威士忌樣品的產地，NOS.E測試結果最高準確率100%。

第三個方面是判斷各種威士忌樣品的風格。NOS.E測試結果的準確度約為82%至94%。

作者簡介

研究論文第一作者張聞天，任教于山東第一醫科大學和澳洲悉尼科技大學；主要研究方向為控制工程計算和醫學計算。

西安電子科技大學的劉也參與了NOS. E的研發，他畢業于澳大利亞悉尼科技大學，主要研究方向是控制工程計算和醫學計算。

根據悉尼科技大學的報告，除了識別威士忌，NOS.E未來還可能用于檢測白蘭地和香水。

如果這項研究能夠推廣應用，在不久的將來也可能用于更多的葡萄酒。消費者只要拿一個小小的電子產品，就能輕松判斷一款酒的類別和真偽。

好了，到那時，中國喝酒的人應該不用擔心買到假茅臺了~

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