Comon Invent 公司的CEO西蒙·布茨瑪先生在他辦公室的電腦上給我打開了一幅鹿特丹港區的實時空氣質量監測圖。我正在為一片表示安全的綠色標識感到欣慰,突然靠近廠區油罐的地方出現了紅色標識,與此同時,屏幕上方閃爍的紅色警報顯示某一方位發現有害氣體泄漏,并顯示出有害氣體的濃度以及構成。我不由自主地倒吸一口冷氣,擔心下一秒鐘一朵蘑菇云就升起了。
“別緊張。”西蒙解釋說,“這只是給企業發出的警報,讓他們有足夠的時間找到來源并處理好。這也是為什么要安裝電鼻子的原因——你永遠需要做好準備,防患于未然。”
聞到了什么怪氣味?電鼻子告訴你
電鼻子其實就是用仿生學原理模擬人類嗅覺系統的電子氣味檢測儀。100年前著名發明家貝爾曾提出檢測氣味的設想,但直到20世紀50年代以后相關研究才開始有實質進展。從20世紀80年代開始,歐美開始研發氣味檢測技術。今天,電鼻子已經被應用到環境監測、安保、交通安全及醫療等各個領域。西蒙原先是代爾夫特理工大學實驗室的電氣工程師,專門開發智能感應元件。從20世紀90年代初開始,他創辦自己的公司Comon Invent,開始研制、開發電鼻子。

西蒙在電腦上打開了另外一幅地圖,上面標出了全球空氣污染最嚴重的國家和地區。中、美兩個大國當然污染最嚴重,印度緊隨其后,而讓我意外的是,地圖上顯示荷蘭鹿特丹港口地區是全歐洲空氣質量最差的地方。西蒙解釋說:因為港口運輸繁忙,周邊有眾多化學工廠和大型儲油罐區,在生產、運輸和裝卸過程中難免會有氣體泄漏。風會將這些氣體的味道吹散到附近的居民區,給大家帶來了不少煩擾。僅僅是其中的一家公司,2012年當地政府環保部門DCMR就收到了超過600次本地居民對它的氣味投訴,有的月份甚至高達250次。
為了實時監控這一地區的空氣污染狀況,政府投入1500萬歐元安裝和維護高精度空氣質量分析系統。但是人們對于氣味的敏感度超過儀器發現空氣異常的反應速度,如果依照安全臨界點來設定警報,往往臨界值還未達到,居民已經聞到了難聞的氣味;而且,這種空氣監測系統每小時更新一次數據,如果氣味來自航行船只的污染和泄漏,當居民聞到氣味時船已經走遠了。投訴電話打來,環保部門會因為一時找不到氣味來源而延長處理投訴的時間,很容易讓居民感到不滿。人們需要像自己的鼻子一樣能夠實時發現空氣質量變化、并像千里眼一樣即刻追蹤到污染源的儀器和系統。
西蒙和他的團隊設計出專門分辨特殊氣味的檢測裝置,同原來的空氣質量分析儀安裝在一起,并實時交換數據。企業和環保部門通過遍布港區的250個小型電子感應器實時捕捉污染氣體的氣味、測量濃度和風向,再自動與系統里的樣本進行比對,判斷氣體成分;通過比較、追蹤鄰近的感應器的數據,人們就可以在第一時間找到難聞氣味的準確來源。
實驗發現,相同條件下電鼻子的敏感度遠遠超過人類鼻子的敏感度。在人們可能聞到氣味之前,電鼻子已經發現問題、鎖定來源,企業可以立即控制和清除污染。就算少量氣味被風吹送到居民區,居民打電話投訴,環保部門也可以馬上告訴居民問題所在并告知解決方案。自從安裝了電鼻子系統,附近居民對那家公司的投訴從2012年的全年600多次下降到2014年的全年大約20次。不僅環境監測效率大大提高,社會也更加和諧了。
從電鼻子(eNose)到“我們的電鼻子”(WeNose)
在鹿特丹港區的案例中,電鼻子系統把政府、企業和居民聯系在一起共同解決氣味污染問題,電鼻子(eNose)變成了“我們的電鼻子”(WeNose)??諝馕廴竞蜌馕陡蓴_不僅影響到居民的身心健康和生活質量,對于企業是否能夠長期留在該地區以及環保部門怎樣提高管理效率也至關重要。電鼻子系統將實時監測的數據顯示在企業和相關部門的網絡上。老百姓可以從網絡上看到電鼻子安裝的位置和實時監測數值變化,并且通過相關的教育項目了解到氣味與污染的相關信息,從而知道在聞到難聞的氣味時,如何能夠理性地判斷和處理。這極大地緩解了當地環保工作的壓力。
與其他專門檢測有害或有毒氣體裝置不同的是,西蒙的電鼻子系統是一個開放的智能學習系統。電鼻子是以人們對氣味的敏感度為基礎而設計的。在他的實驗室里,受試者不僅被邀請測試不同的氣味,還要告知對這種氣味是否排斥以及排斥的程度。一般說來,常見的幾種污染氣體大多有特殊的氣味,而人們對這些氣味的感知和排斥程度是不同的,這些信息都會存儲在云端數據庫里。除了在鹿特丹港區,西蒙的電鼻子產品還安裝在了荷蘭史基浦國際機場、阿曼,沙特等地。西蒙和他的團隊也經常到屠宰場、垃圾場等等容易產生擾民氣味的地點去采樣。從不同地方、不同項目中搜集的樣本使電鼻子系統數據庫儲存的樣本不斷擴大,電鼻子靈敏度和準確度自然也就不斷提高。
呼口氣,就知道你生了什么病

研制中的Spironose診斷系統
電鼻子不僅可以告訴你周圍發生了什么,還可以告訴你身體里發生了什么。
前不久,西蒙受邀在南非約翰內斯堡TEDx講壇演講,介紹自己目前與阿姆斯特丹大學醫學中心(AMC)合作開發的電鼻子醫療診斷系統:Spironose。古代的醫生就已經把“聞”作為診斷的方法之一。現代醫學更加能夠確定很多疾病可以通過人類口中的氣味來判斷。阿姆斯特丹大學醫學中心一直在從事這項研究,目前已經從1000個樣本中總結出了一些疾病的數字化口氣特征。從2010年開始,西蒙的公司開始替代美國公司為這項研究提供技術支持。雖然設備的外觀與環境氣味檢測儀不同,但兩種電鼻子的工作原理基本相同。這種電鼻子搜集人類呼出氣體后與系統存儲的樣本進行比對,然后判斷是哪種疾病。限于目前研究水平和樣本搜集數量,這項技術暫時還只能輔助診斷。但這項技術畢竟已經向前邁了一大步。西蒙希望10年后電鼻子可以將診斷準確率提高到99.9%,讓大家隨時隨地都可以掌握自己的健康信息。這樣不僅診療成本和難度大大降低,還可以提高對像禽流感之類突發傳染病的防控效率。將來,如果你感到身體不舒服,完全可以從兜里掏出診療儀呼口氣看看。也說不定在機場安檢時,或者在路上遇上警察查酒駕的時候就順便幫你把體檢也做了。
不賣產品,賣服務
這么高大上的“學霸”電鼻子卻從不零售,原因是西蒙始終沒有把產品的銷量看成是他開發電鼻子的目的?!拔业哪康氖菐椭藗兘鉀Q問題?!蔽髅蓜摻ü緯r的第一個項目,是幫助小便自制有困難的孩子練習小便反應。他與醫療機構合作,推出這項為期6周的治療服務。用戶不需要購買設備,只需要付少量的租金。項目提供免費培訓教會家長和孩子們使用。6周以后99%的孩子可以正??刂菩”?,不再尿床。公司回收設備繼續循環使用。 “人們不需要我們賣給他們產品,他們需要的是用這個產品來解決困難?!蓖瑯?,類似鹿特丹港口區等地的環境監測項目,西蒙提供咨詢服務,幫助當地企業建起空氣質量監測網絡,使企業有足夠的時間找到并控制污染源,老百姓不再被周圍的怪氣味煩擾。而對于Spironose氣味診斷儀,西蒙說:“我希望這項技術能幫助患者盡早發現疾病,讓大家更加了解自己的健康,這個要比產品的銷量更重要。”
隨著不同項目積累的氣味類型信息越來越多,西蒙希望電鼻子能兼有超過人類鼻子的靈敏度和強大的數據分析能力,幫助人類解決更多問題。(摘自荷蘭在線)(編輯/華生)