Yapay Sinir Ağı Gazları Sensör Sınırı Altında Ölçebilir
Fotoğraf: Sinir ağları, bu metalik ince film sensörler ile hidrojenin sensör limitinin altında tespit edilmesine yardımcı olur.
Kimyasal sensörler, hidrojen veya metan gibi patlayıcı gazlar veya zararlı olan uçucu organik bileşikler için tehlikeli seviyelere ulaşmadan önce koruyucu olarak görev yapabilirler. Ancak kullanılan alarmlar genellikle hedef moleküller sensörün algılama sınırının üstünde biriktiğinde uyarı oluştururlar.
Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden Jihan Kim ve Hee-Tae Jung, derin öğrenme tekniklerini kullanarak sensörün algılama sınırını etkili oranda düşürdüler.
Makine öğrenimi, modelleri geniş bir veri deposundan alabildiği için yaygın olarak kullanılır. Chicago’daki Illinois Üniversitesi’nde Elektrik Mühendisi olan Ahmet Enis Çetin durumu, “Algoritma algılama sınırına değil verilerdeki dönüşlere bakıyor.” diye açıklıyor. Çetin, geliştirilen algoritmanın algılama sınırının altına inmeyi mümkün kılmasının yanı sıra, eski sensörlerin de kalibrasyon ihtiyaçlarını karşılamasına ve azaltmasına yardımcı olabileceğini söylüyor.
Kim, Jung ve arkadaşları, hidrojen ölçmek için kullanılan metalik ince film sensörleri hakkında oluşturulan fikri test ettiler. Platin, paladyum, altın, nikel, bakır ve molibden olmak üzere dört ayrı sensörün dört setini ürettiler. Platin sensörler 50 ppm’de hidrojen ve paladyum sensörler 10 ppm’de tespit etmeye başladı. Diğer dört metal, 100 ppm’de bile bir sinyal üretmedi.
Araştırmacılar, ilk olarak saf azot gazı akışına yanıt olarak sensör çıktısını yeniden üretmek için sensör başına iki sinir ağı geliştirdi. Daha sonra, azot içine karıştırılmış 2.5 ve 10 ppm hidrojene yanıt olarak üretilen sensörlerin çıkış sinyallerini, sensörlerin tespit sınırlarından çok daha düşük bir şekilde beslediler. Hidrojen, sinir ağlarının çoğaltılması için geliştirilen bir şey olmadığı için bu durum ağların büyük hatalar yapmasına neden oldu. Kim, araştırmacılar tarafından belirlenen seviyeyi aşan hataların, sinir ağlarının hidrojene karşılık gelen gizli sinyalleri tespit etmeyi başardığı anlamına geldiğini açıkladı.
Araştırmacılar, sinyal üretmeyen metaller dörtlüsü de dahil olmak üzere 48 sinir ağının, hidrojen varlığını tespit etmede % 60 ile 80 arasında doğru olduğunu gösterdi.
Araştırmacılar ayrıca hekzan gazı için ve toluen gazı için yarı iletken sensör oluşturduğunu açıkladılar.
Ciddi zorluklar devam ediyor. Araştırmacılar ayrıca hava gibi daha karmaşık bir doğal ortamla baş etmeyi ve ağların bunları ayırt edip edemeyeceğini görmek için iki veya daha fazla analit gazı ile çalışmayı umuyorlar.
Kaynak: acs.org
