基于混沌理论的机器嗅觉研究.pdf

浙江大学学报工学版
第75卷第9!期!!!!!!"K).’75L)’9!
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基于混沌理论的机器嗅觉研究

范影乐9!陈!宇9!李!轶!
#9’杭州电子科技大学仪器科学与技术系’浙江杭州79""95%!’浙江大学生物医学工程及仪器学院’浙江杭州79""!$$

摘!要#针对人工嗅觉仿真系统’研究动物嗅觉系统所拥有的高灵敏度和抗强干扰的能力’根据混沌理论’分析了混
沌嗅觉系统实现的可能’在此基础上’提出了混沌传感器电路并分析了其测量原理’设计了混沌系统的符号动力学
空间’将原混沌空间转换为距离空间’实现了参数空间(轨道空间以及距离空间的映射转换’研究表明’基于混沌理
论的机器嗅觉系统具有混沌系统所固有的高灵敏度’同时克服了混沌轨道非一致性(非平衡性以及不稳定性带来的
影响’可实现高精确度测量’
关键词#非线性动力学%混沌%传感器
中图分类号!PO!$7!!!!!文献标识码!8!!!!!文章编号#9""5:$7Q#!""#$9!9699"#

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!!研究嗅觉机理表明大多数具有同样气味的物境中’动物是如何辨别出被关注的微弱气味’并达
质’均有特殊结合能力的受体蛋白与之相对应’导到准确识别’尚没有人能够对此做出深入解释’回
致嗅细胞膜上某种离子通道开放’引起L-c(dc答这一问题不仅是嗅觉研究的焦点’也是人工嗅
等离子的跨膜移动’在嗅细胞的胞体膜上产生去觉工程仿真所关注的课题’近9"年来’混沌现象
极化型的感受器电位’该电位在轴突膜上引起不已经引起了人们越来越多的注意’期间对混沌理
同频率的动作电位发放’传入嗅觉中枢’产生嗅论的应用也有了一些尝试’例如在非线性控制以
觉’哺乳动物的嗅觉系统能辨别#"""""种气味’及保密通信中的应用)9’!*’由于混沌系统具有的非
其灵敏度(准确度和速度均达到惊人水平’远胜于一致(非平衡以及不稳定等特性’使得混沌应用一
机器嗅觉’目前对于在强烈和复杂的干扰气味环直停留在理论阶段’文献)7"R*通过符号空间距

收稿日期!!""#"6!"!!!!浙江大学学报!工学版"网址#&&&’()*+,-./’0(*’12*’3,"1,4
基金项目#国家自然科学基金资助项目#6"7"!"!$