Il dispositivo, chiamato e-nose, utilizza l'intelligenza artificiale per riconoscere la "firma olfattiva" unica di diversi tipi di petrolio. Questa tecnologia innovativa potrebbe rivoluzionare il rilevamento di contaminazioni petrolifere nel suolo, il monitoraggio delle emissioni delle raffinerie e l'esplorazione di nuovi giacimenti.
A differenza dei costosi e ingombranti gascromatografi-spettrometri di massa attualmente utilizzati nei laboratori, l'e-nose è compatto, portatile e 20 volte meno costoso. Ciò lo rende ideale per l'uso sul campo in una vasta gamma di applicazioni ambientali e industriali.
Come funziona l'e-nose
Il dispositivo analizza l'odore nel suo complesso, simulando il funzionamento del naso umano. Utilizza otto sensori per rilevare i composti volatili presenti nell'aria e un algoritmo di intelligenza artificiale chiamato "random forest" per elaborare i dati e identificare l'origine del petrolio.
I ricercatori hanno addestrato l'e-nose utilizzando nove campioni di petrolio leggero e pesante provenienti da tre giacimenti in Kazakistan. Il dispositivo è stato in grado di riconoscere con precisione la provenienza del petrolio, indipendentemente dalla sua volatilità.
Potenziali applicazioni
Secondo Valery Zaitsev, dottorando presso il Laboratorio di Nanomateriali dello Skoltech e partecipante al progetto: "Il nostro approccio può essere utilizzato per monitorare la produttività dei giacimenti petroliferi. L'e-nose determinerà le proprietà chimiche dei composti volatili del petrolio nell'aria in base al loro odore. Suppongo che l'e-nose possa anche aiutare a identificare le posizioni esatte di nuovi giacimenti petroliferi".
Fedor Fedorov, professore assistente presso il Laboratorio di Nanomateriali del Centro di Fotonica dello Skoltech e responsabile del progetto, ha dichiarato: "Continueremo la nostra ricerca in una startup dello Skoltech per fornire alle industrie un dispositivo e un algoritmo per il monitoraggio delle emissioni e l'addestramento dell'e-nose per compiti specifici".
Il team sta anche lavorando per insegnare all'e-nose a percepire gli odori come fanno gli esseri umani, ad esempio determinando se un odore è piacevole o sgradevole e in che misura.
Collaborazioni e prospettive future
Lo studio ha coinvolto ricercatori di diverse istituzioni internazionali, tra cui l'Università Nazionale Eurasiatica L.N. Gumilev (Kazakistan), l'Istituto di Sintesi Petrochimica A.V. Topchiev dell'Accademia Russa delle Scienze (Mosca), l'Università di Architettura e Tecnologia di Xi'an (Cina) e l'Università Tecnica Statale Bauman di Mosca.
L'obiettivo immediato del team è implementare l'e-nose come prodotto commerciale per l'uso da parte di aziende industriali. Questa tecnologia promette di rendere il monitoraggio ambientale e l'analisi del petrolio più accessibili, efficienti ed economici, con potenziali benefici per l'industria petrolifera e la protezione dell'ambiente.