一种基于仿生学、大数据和基因工程技术实现气味远程传输的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于仿生学、大数据和基因工程技术实现气味远程传输的方法。采用气体分子的收集与净化处理；应用仿生学构建气味传感器阵列，完成气味的特征性识别，并将气体分子的化学信号转变为电信号；结合大数据与计算机编码技术，将转变后的电信号统计分类，建立一套电信号编码数据库；利用互联网传输和编码数据库，以电信号在终端计算机之间远程传输并解码的形式完成气味信号的特征性传输；通过气味发生装置，完成材料的精确配比以实现气味复现。完整的气味远程传输过程得以实现，为极具潜能的嗅觉领域的进一步开发提供了技术支持。

A method of odor remote transmission based on bionics, big data and genetic engineering technology

The invention relates to a method for odor remote transmission based on bionics, large data and genetic engineering technology. Gas molecules are collected and purified; odor sensor arrays are constructed by bionics to recognize odor characteristics and convert chemical signals of gas molecules into electrical signals; combined with large data and computer coding technology, the transformed electrical signals are classified by statistics, and a set of electric signal coding database is established; and the Internet transmission and coding database is used for telecommunications. The characteristic transmission of odor signal is accomplished by remote transmission and decoding between terminal computers, and the precise proportion of materials is accomplished by odor generating device to achieve odor reproduction. The complete odor remote transmission process can be realized, which provides technical support for the further development of the potential olfactory field.

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生学、大数据和基因工程技术实现气味远程传输的方法
本专利技术涉及一种气味远程传输的方法，特指一种基于仿生学、大数据、基因工程技术实现气味远程传输的方法。
技术介绍
面对着未来视、听、嗅、味、触五种感官的全网络多媒体信息传输的趋势，实现嗅觉远程传输成为发掘嗅觉领域巨大潜力的重要技术之一。利用传统气味传感器制作的电子鼻等设备虽然在一定程度上完成了气味的识别过程，但将气味作为信息进行远程传输和复现，并将其应用到生产实践中仍然面临很大的挑战。目前，生物体嗅觉传导机制并不完善，无法通过直接的嗅觉神经刺激来完成气味信息的感知。同时准确地寻找到气味的基本组成单元也存在很大的困难。因此本专利通过采用大数据思想，收集与整理常用领域涉及到的气味信息，逐步建立起气味数据库。气味数据库的建立依靠仿生学原理和基因工程技术构建的气味识别装置，通过采集动物体嗅觉细胞制作细胞型气味传感器阵列，通以不同气体来模拟生物体嗅觉系统的气味识别过程。传感器阵列内的嗅觉细胞将气体的化学信息转化成电信号，构成气味数据库。以气味数据库为指导，选择绿色的气味复现材料作为气味源，构成气味发生装置，在从远程接收到的电信号的指挥下合成特定的气味，完成气味复现。随着仿生学原理的广泛应用，基因工程技术的不断完善，以及大数据处理平台的愈发强大，本专利技术独创性的气味远程传输技术成为了可能。
技术实现思路
本专利技术是一种基于仿生学、大数据和基因工程技术实现气味远程传输的方法，为嗅觉信息的发掘和应用提供了帮助。具体技术方案如下：一种基于仿生学、大数据、基因工程技术实现气味远程传输的方法，其步骤如下：(1)气体分子的收集与净化处理；(2)应用仿生学构建气味传感器阵列，完成气味的特征性识别，并将气体分子的化学信号转变为电信号；(3)结合大数据与计算机编码技术，将转变后的电信号统计分类，建立一套电信号编码数据库；(4)利用互联网传输和编码数据库，以电信号在终端计算机之间远程传输并解码的形式完成气味信号的特征性传输；(5)通过气味发生装置，完成材料的精确配比以实现气味复现。如图1，气味远程传输方法的具体流程如下：气味分子通过气味的收集与净化处理，被基于仿生学原理和基因工程技术制备的细胞型气味传感器阵列识别，将气体分子自身的化学信号转化为电信号，应用计算机编码技术将电信号转换成一组二进制编码，并利用大数据的管理与整合功能构建全面的电信号编码库；通过互联网技术将气味电信号编码传递到终端计算机中完成气味的远程传输；随后气味发生装置在终端计算机的电信号编码的指导完成气味的精确复现。所述建立气味数据库，将多种气味分别通过气味传感器阵列，记录其引起的可测电信号组。采用统一的二进制编码的手段，基于已有的气味信息数据库，将不同应用背景中的气味识别器传出的电信号进行统计和整合，按照二进制编码机制进行全面的编排和补充不断地处理整合成为电信号编码库。所述气味传感器阵列是将基因工程技术制备合成的动物嗅觉细胞作为气味敏感元件，通过在聚丙烯酰胺等胶体中进行固化，连接在隔膜氧电极的尖端，实现气味信号向电信号的转换，达到传感器阵列的交叉敏感性。所述气味复现是利用一种便携化、可拆卸的气味发生装置，以无毒、绿色的浓缩液或固体物质作为模拟气味源，制成气味复现的原料，通过系统的精确配比混合形成气味。所述信息远程传递的实现基础是电路可将电信号实时传递至云端，被终端计算机接收，从而实现以电信号编码为信息载体的气味信号在不同地点间的传输，达到即时远距离传输，减少失真。本专利技术的基于仿生学、大数据、基因工程技术实现气味远程传输的装置，是通过利用气味净化装置、气味识别装置、互联网传输装置与气味发生装置之间的数据信号连接实现。所述的气味净化装置与气味识别装置包括输气管(5)、气味净化桶(2)、内附活性炭层(6)、内附硅胶层(7)、可拆卸端盖(8)、分配控制器(9)、细胞型传感器阵列器阵列(10)、电信号转换器(11)、信号放大器(12)和导线(13)；其中气味通过输气管(5)进入气味净化装置中被采集，利用活性炭层(6)和硅胶层(7)完成气体分子的净化和干燥；得到的纯净气体通过分配控制器(9)完成分流，被细胞型传感器阵列器阵列(10)中的各个固化生物体细胞特异性吸附识别后传输出电信号，通过电信号转换器(11)与信号放大器(12)完成电信号的转换和处理，最后通过导线(13)传输到终端计算机(14)中完成气味信息的最终采集和记录。所述的气味发生装置包括气味发生腔(4)、输气管(5)、可拆卸端盖(8)、空气储气瓶(15)、进气口(16)、出气口(17)、流量计(18)、气味发生器出气口(19)；从空气储气瓶(15)通过进气口(16)向气味发生腔(4)中鼓入纯净空气，流经气味发生腔完成各气味的再生，通过出气口(17)和流量计(18)进行气味发生器出气端的输出气味流量。所述的气味发生腔(4)为气味盒子。气味盒子所含(21)气味原料储存器以无毒、绿色的浓缩液或固体物质作为模拟气味源，制成气味复现的原料；经过终端计算机精确控制气味原料储存器的加热温度和推拉杆的推送高度，储存器中的液体或固体气味发生源挥发出具有精确配比的特定气体，被鼓入空气携带，从而混合形成目标气味。具体说明如下：具体的基于仿生学、大数据和基因工程技术气味净化装置与气味识别装置；包括输气管(5)、气味净化桶(2)、内附活性炭层(6)、内附硅胶层(7)、可拆卸端盖(8)、分配控制器(9)、细胞型传感器阵列器阵列(10)、电信号转换器(11)、信号放大器(12)、导线(13)；其中气味通过输气管(5)进入气味净化装置中被采集，利用活性炭层(6)和硅胶层(7)完成气体分子的净化和干燥；得到的纯净气体通过分配控制器(9)完成分流，被细胞型传感器阵列器阵列(10)中的各个固化生物体细胞特异性吸附识别后传输出电信号，通过电信号转换器(11)与信号放大器(12)完成电信号的转换和处理，最后通过导线(13)传输到终端计算机(14)中完成气味信息的最终采集和记录。其中，气味净化装置配有可拆卸端盖(8)便于完成内附活性炭层(6)与内附硅胶层(7)的替换，和净化装置内的定时清理，进一步去除以往采集残余下的干扰气体。采用仿生学原理与基因工程技术构建的细胞型传感器阵列器阵列(10)采用固化生物体传感器，将生物体嗅觉细胞在聚丙烯酰胺等胶体中进行固化，连接在隔膜氧电极的尖端，在保持生物活性的同时利用细胞与气体分子的特异性结合，完成复杂气味的精确化识别。其中固化的生物体嗅觉细胞采用基因工程技术制备，利用仿生学原理将多个固化的特异性不同的生物传感器组成阵列，模拟动物气味识别过程并实现多参数的实时传递。该新型气味接收器阵列解决了传统气味传感器过分依赖物理或化学反应完成气味的识别转化的缺点，具有普适性强、依赖性低等优点。类似于已有的气味信息数据库(参见专利号：CN201510019955.6一种基于电子鼻嗅觉指纹信息快速分析杨梅汁香气的方法)，利用完整的二进制信号编码机制，将不同应用背景中的气味识别器传出的电信号进行统计和整合，按照二进制编码机制对已有其为信息数据库进行全面的编排和补充(如附表1，为部分气味信息编码库)不断地处理整合成为一套完整的电信号编码库。信息远程传递的实现基础是互联网可将收集并存储的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于仿生学、大数据、基因工程技术实现气味远程传输的方法，其特征是步骤如下：(1)气体分子的收集与净化处理；(2)应用仿生学构建气味传感器阵列，完成气味的特征性识别，并将气体分子的化学信号转变为电信号；(3)结合大数据与计算机编码技术，将转变后的电信号统计分类，建立一套电信号编码数据库；(4)利用互联网传输和编码数据库，以电信号在终端计算机之间远程传输并解码的形式完成气味信号的特征性传输；(5)通过气味发生装置，完成材料的精确配比以实现气味复现。

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生学、大数据、基因工程技术实现气味远程传输的方法，其特征是步骤如下：(1)气体分子的收集与净化处理；(2)应用仿生学构建气味传感器阵列，完成气味的特征性识别，并将气体分子的化学信号转变为电信号；(3)结合大数据与计算机编码技术，将转变后的电信号统计分类，建立一套电信号编码数据库；(4)利用互联网传输和编码数据库，以电信号在终端计算机之间远程传输并解码的形式完成气味信号的特征性传输；(5)通过气味发生装置，完成材料的精确配比以实现气味复现。2.如权利要求1所述的方法，其特征是建立气味数据库，将多种气味分别通过气味传感器阵列，记录其引起的可测电信号组。采用统一的二进制编码的手段，基于已有的气味数据库，将不同应用背景中的气味识别器传出的电信号进行统计和整合，按照二进制编码机制进行全面的编排和补充不断地处理整合成为电信号编码库。3.如权利要求1所述的方法，其特征是气味传感器阵列是将基因工程技术制备合成的动物嗅觉细胞作为气味敏感元件，通过在聚丙烯酰胺等胶体中进行固化，连接在隔膜氧电极的尖端，实现气味信号向电信号的转换，达到传感器阵列的交叉敏感性。4.如权利要求1所述的方法，其特征是气味复现是利用一种便携化、可拆卸的气味发生装置，以无毒、绿色的浓缩液或固体物质作为模拟气味源，制成气味复现的原料，通过系统的精确配比混合形成气味。5.如权利要求1所述的方法，其特征是信息远程传递的实现基础是电路可将电信号实时传递至云端，被终端计算机接收，从而实现以电信号编码为信息载体的气味信号在不同地点间的传输，达到即时远距离传输，减少失真。6.实现权利要求1的基于仿生学、大数据、基因工程技术实现气味远程传输的装置，其特征是通过利用气味净化装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琪，郭磊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12