国产茅台和一些高端洋威士忌价格不菲，但也是被假冒的重要对象。在没有侍酒师的情况下，普通人如何快速鉴别葡萄酒的品质和真伪？近日，一组工程师研制出一种名为NOS.E的“电子鼻”，专门用于闻酒。它可以在不到4分钟的时间内“闻”到不同的威士忌风格、品牌和产地，开启品酒新思路。为什么要靠“闻”而不是“味”？事实上，威士忌的味道、气味、质地和颜色等特征可以为其评价提供有效信息。其中，气味是影响葡萄酒口感的主要因素，研究人员以此为主要突破口设计了NOS.E。在2019年澳大利亚CEBIT贸易展上，他们用NOS.E测试了六款威士忌：区域准确率为100%，品牌名称准确率为96.15%，风格准确率为92.31%。虽说是“电子鼻”，但一点也不像鼻子！今年4月，该研究论文发表在IEEE旗下的IEEESensors期刊上。看到这条消息，有网友激动地表示：终于可以鉴别假酒了！有网友调侃说，应该给茅台研发一款。那么，这个漂亮实用的品酒工具是如何工作的呢？真的可靠吗？测试前样品预处理在CeBIT贸易展上，NOS.E的开发者现场测试了这款“电子鼻”的效果。在正式测试前，为了控制变量，减少无关变量对结果的干扰，研究人员对样品进行了预处理：他们选择了6款威士忌样品作为实验对象：3款混合麦芽威士忌和3款单一麦芽威士忌，分别等分样品被放置在单独的固相微萃取(SPME)小瓶中。样品全部加热到30℃；固相微萃取纤维用于进样氯苯-D5作为气相色谱的参考。然后，将用氯苯-D5收集的每个SPME纤维放在每个威士忌样品的顶部（不与液体接触）并静置5分钟。接下来，将这些SPME纤维依次放入GC×GC-TOFMS仪器中，对收集到的信息进行处理分析。电子鼻对6个样本进行了396次测试。为了模仿人类的嗅觉系统，研究人员为NOS.E一共配置了8个气味传感器。正式测试开始——向装有样品的SPME小瓶中注入空气，促使酒中的挥发性有机化合物更快地排出电子鼻。为了模仿人类的嗅觉系统，研究人员为NOS.E设计了八个气体传感器。电子鼻评估分子检测到的每种气味，然后将数据输入计算机：收集的数据通过基于核的非参数建模进行归一化和预处理。其中，建模过程是在MATLAB上进行的。为了减少传感器偏差的影响，采用以下归一化公式：其中，y(t)和?y(t)分别表示归一化前后传感器的响应。然后，NOS.E的系统从气体传感器的响应中提取了9个特征：包括传感器响应的最大一阶导数、最小二阶导数、最大二阶导数、输入和响应峰值之间的时间间隔等。提取、分类数据：将每种威士忌的数据集随机打乱，然后按80:20拆分，构建训练集和测试集。对于训练集，使用十折交叉验证（10-CV）的方法将其分成10个子集来学习威士忌分类模型：9个子集用于训练，其余1个用于验证。使用线性判别式(LD)、支持向量机(SVM)和子空间判别式(SUBD)*等训练分类器，并生成组件分类器的集合，用于构建新的复合分类器。最终的分析结果由新的分类器发送到终端，呈现给用户。为了减少意外错误，研究人员对每个威士忌样品进行了多次实验；并在每个样品测试10次后，更换为同类型的新威士忌，以减少酒精挥发对实验的影响。研究人员前后共测试了396次。NOS.E在判断威士忌的产地和风格方面表现出色为了测试NOS.E收集和处理数据的准确性，研究人员还使用了最先进的二维气相色谱-飞行时间质谱仪(GC×GC-ToFMS)分析威士忌样品作为对照。他们从三个维度对NOS.E测试结果进行了测试。第一个方面是各个威士忌样品是否可以相互分离。NOS.E现场测试结果准确率如下：第二方面是：判断各种威士忌样品的产地，NOS.E测试结果准确率高达100%。第三个方面是：判断各种威士忌样品的风格，NOS.E测试结果的准确率大约在82%到94%之间。作者简介张文天，该研究论文的第一作者，任教于山东第一医科大学和澳大利亚悉尼科技大学；主要研究方向为控制工程计算和医学计算。西安电子科技大学的刘涛平也参与了NOS.E的开发。他毕业于澳大利亚悉尼科技大学，获得博士学位。主要研究方向为控制工程计算和医学计算。据悉，NOS.E除了可以识别威士忌，未来还有可能用于检测白兰地和香水。如果这项研究可以推广，它可能会在不久的将来应用于更多的酒精。消费者只需拿一个小小的电子产品，就可以轻松判断一款酒的品类和真伪。嗯，到时候中国酒友应该再也不用为买到假茅台而烦恼了~（手动狗头）论文地址：https://ieeexplore.ieee.org/document/9701291参考链接：[1]https://www.smithsonianmag.com/smart-news/a-new-electronic-nose-may-help-sniff-out-counterfeit-whiskey-180979931/[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Gas_chromatography
