Обеспечение безопасности является приоритетом для всех транспортных узлов, особенно для крупных аэропортов. Персонал и передовые технологии неустанно трудятся для защиты пассажиров и грузов от различных угроз, включая терроризм, мошенничество, кибератаки и распространение опасных болезней.
Критически важным аспектом является также защита от опасных и токсичных соединений. В настоящее время эффективно с этой задачей справляются лишь специально обученные собаки и немногие технические средства, что обусловлено низкой летучестью таких веществ. Технология «электронного носа», разработанная Сколтехом, способна существенно усилить меры безопасности на транспортных объектах. Это инновационное решение может быть интегрировано в существующие системы досмотра, такие как металлодетекторы и ленты сканеров, значительно повышая их эффективность.
Как устроен электронный нос
В Центре фотоники и фотонных технологий Сколтеха создана передовая система для обнаружения запахов и газов. Подобно человеческому обонянию, использующему множество рецепторов для анализа запахов, «электронный нос» функционирует на базе 17 сверхчувствительных сенсоров. Каждый из этих датчиков реагирует на специфический набор молекул, преобразуя химические сигналы в электрические импульсы. Эти данные затем анализируются с помощью алгоритмов машинного обучения, которые идентифицируют уникальные «отпечатки» сигналов, характерные для различных веществ и их смесей, сопоставляя их с обширной информационной базой. Примечательно, что система способна быстро обучаться новым веществам всего за несколько часов.
Устройство «электронный нос» способно работать в полностью автономном режиме, самостоятельно собирая и обрабатывая информацию без необходимости постоянного человеческого участия. Его компактность впечатляет: все сенсоры размещены на одном кремниевом чипе, а общий вес прибора составляет всего 450 граммов, что немного превышает размер обычного смартфона. Для анализа любого вещества «электронному носу» требуется всего несколько секунд.
Область применения этой новой разработки весьма широка. Например, мы успешно протестировали «нос» для анализа продуктов питания: устройство способно обнаружить начало порчи мяса на стадии, когда человеческое обоняние еще не способно уловить изменения запаха. Еще одно значимое применение — контроль качества пищевой упаковки. «Электронный нос» может выявлять посторонние запахи, указывающие на низкое качество или потенциальную опасность упаковочных материалов для здоровья человека.
В июле 2025 года, в ходе международной выставки «Иннопром» в Екатеринбурге, Сколтех подписал соглашение о сотрудничестве с управляющей компанией «Аэропорты регионов». Это партнерство предусматривает адаптацию нашей технологии для повышения безопасности в аэропортах. Первые успешные испытания уже были проведены в аэропорту Екатеринбурга.
Электронный нос и спектрометры на транспортных объектах
Применение технологических решений для выявления опасных веществ в аэропортах не является принципиально новой идеей. Традиционно для этих целей используются спектрометры. Например, в мае текущего года Smiths Detection, один из ведущих мировых производителей систем безопасности, заключил контракт с международным аэропортом Дубая на оснащение всех его терминалов своими технологиями.
Хотя спектрометры и «электронный нос» выполняют схожие функции, их принцип действия существенно различается. Спектрометры осуществляют физико-химический анализ, идентифицируя молекулы по их массе/заряду (масс-спектрометрия) или поглощению света (инфракрасная спектрометрия). Например, при поиске тротила спектрометр точно определит его молекулярную формулу (CHNO), тогда как «электронный нос» анализирует уникальный «отпечаток» запаха, используя набор сенсоров. Спектрометры эффективны для обнаружения различных опасных, наркотических веществ и металлов. «Электронный нос» пока уступает в универсальности, однако его преимущества заключаются в значительно более низкой стоимости и возможности проведения высокоскоростного анализа в потоковом режиме.
При внедрении «электронного носа» в системы безопасности российских аэропортов нашей целью является не конкуренция со спектрометрами, а их дополнение и усиление комплексных систем досмотра. Это позволит повысить точность, скорость и автономность проверок. В сотрудничестве со специалистами служб транспортной безопасности мы планируем в течение года совершенствовать нашу разработку. Это включает лабораторные испытания новых чувствительных материалов для сенсоров и обучение устройства непосредственно в условиях аэропорта для подтверждения эффективности нашей концепции.
