Аргументы Недели ON-line/Горячая линия

Электронный нос. История изобретения. Проблема внедрения

10 октября  состоялась видеоконференция декана факультета автоматики и электроники МИФИ, завкафедрой микро- и наноэлектроники, доктора технических наук Першенкова Вячеслава Сергеевича. Тема: «Электронный нос. История изобретения. Проблема внедрения». Во время конференции были даны ответы на вопросы:

  • Почему до сих пор спецслужбы не используют изобретение российских ученых?

  • Что может «электронный нос»?

  • Интерес Запада к этому изобретению.

и др.

 

 

АН: Добрый день, уважаемые дамы и господа, пользователи Интернета. Сегодня в гостях у «Аргументов недели» декан факультета автоматики и электроники МИФИ, завкафедрой микро- и наноэлектроники, доктор технических наук Першенков Вячеслав Сергеевич. И тема очень интересная: «Электронный нос. История изобретения. Проблема внедрения». Вячеслав Сергеевич, насколько я понял из предварительной беседы, «электронный нос» изобретён очень давно, но почему-то о нём мало кто знает. Может, Вы во вступительном слове расскажете предысторию этого изобретения?

Першенков В.С.: История изобретения и использования «электронного носа» не имеет конкретной даты, с чего всё началось. Это 70-е годы, когда методы спектрометриистали распространяться на более дешёвые переносные компактные приборы. В 70-е годы большая школа была создана в Новосибирске, кстати говоря, в нашем Академгородке. Там создали первые приборы, которые до сих пор используются (сама технология), и у нас в стране, и за рубежом. С тех пор это направление стало развиваться. Связано это с тем, что приборы, в отличие от более громоздких больших установок для определения состава веществ, достаточно малогабаритные, относительно дёшево стоят и используются достаточно широко. Возможности «электронного носа» очень большие - это взрывчатка, наркотические вещества, отравляющие вещества, причём при очень малых концентрациях, это самое главное его достоинство. Нам нужно всего 1000 - 10000 тыс. молекул, чтобы определить идентифицировать данное вещество. Собственно всё, если в водной части достаточно.

АН: Вы сейчас сказали, что стоит очень дёшево, о каких суммах идёт речь?

Першенков В.С.: Относительно дёшево я имею ввиду, что, например, у меня спектрометр хороший стоит 300000 тыс. долларов, а этот стоит 20000 – 30000 тыс. долларов максимум. Это в порядке, потому что настоящие большие аналитического характера приборы, которые используются в академии, в медицине даже, они очень даже дорогие. Большие громоздкие для целой лаборатории комплексы, требующие специального обслуживания, специальной смазки, инфраструктуры определённой, газов, чистоты помещения и прочее. Этот прибор близок к бытовому применению.

 АН: У нас несколько вопросов, сразу 6, от нашего пользователя Сибиряка Евгения, он очень активный наш партнёр по Интернету, я буду по очереди задавать.

Сибиряк Евгений

1) Существует ли цифровая база данных запахов?
2) Все материальные объекты имеют свои характерные "букеты" запахов. Можно ли идентифицировать эти самые "букеты" и соответствующие материальные объекты. И насколько точно?
3) Можно ли оцифровать все запахи?
4) Можно ли синтезировать запах (или букет) по оцифровке?
5) Существуют ли синтезаторы запахов по заданной программе?
6) Разрабатываются ли электронные нейротрансляторы запахов для мозга человека, животного?

Першенков В.С.: 1).Цифровая база данных запахов существует обязательно, мы имеем в нашем приборе порядка 30 – 40 самых распространённых веществ, которые необходимы для идентификации по работе.

2). Безусловно, каждый имеет свою специфику, но она меняться может и так далее. Нас интересует конкретный вопрос, взрывчатка, допустим, мы интересуемся только этими вещами. А другие в данном случае запахи нам как дестабилизирующие, наоборот, поступают. Мы должны определить взрывчатку на фоне одеколонов, парфюмерии, табака, предположим, и так далее. Это уже своя задача.

АН: Есть над чем поработать.

Першенков В.С.: О будущем скажу: можно распространять на медицину, на определения каких-то нежелательных выделений человека или желательных выделений и так далее. А насколько точно? Довольно точно, я повторяю, 1000 молекул мы можем определить. Метод тем хорош, он очень чувствительный, при всей его дешевизне относительной.

3). Можно ли оцифровать все запахи? Все запахи - это бесконечно. Даже выдох человека содержит 200 всевозможных букетов. Можно, конечно, но имеет ли смысл? В принципе можно, но зачем, нам нужно быть направленными на определённую задачу, чтобы её решить. Она будет очень дорогой.

4). Можно ли синтезировать запах (или букет) по оцифровке?

Я не химик сам, не знаю. Наверное, можно, но это очень тяжёлая задача, как синтез лекарств, предположим, синтез всех подобных вещей. Это очень недешёвое удовольствие.

5). Существуют ли синтезаторы запахов по заданной программе?

Нет, не существует.

АН: Или Вы не встречали?

Першенков В.С.: Может я действительно не знаю, может, существует. Синтезатором запахов занимается парфюмерия специальная отрасль большая в промышленности и у нас, и на Западе. Синтез запахов - это специальный букет создать надо.

АН: Как «Парфюмер», помните, да, создавал духи?

Першенков В.С.: Да, конечно. Но это область, которой мы просто не касаемся. У нас парфюмерия, как дестабилизирующая вещь. Зная наши возможности, кто-то может создать, чтобы не могли определить наш запах, взрывчатку, допустим, а мы думаем, как этого избежать.

6). Разрабатываются ли электронные нейротрансляторы запахов для мозга человека, животного?

Вот этого я просто не знаю. Это не моя область.

АН: Очень профессиональные вопросы.

Лариса

Вячеслав Сергеевич, когда был изобретён электронный нос и дорого ли стоит его внедрение?

АН: Вы частично ответили, что в 70-х годах. Чтобы создать лабораторию, комплектующие, партнёров, смежников?

Першенков В.С.: Это не так дорого. Относительно всё дёшево. Первая работа стоила, может быть, 1 млн. долларов. Это недорого, 30 млн. рублей на 5 лет - это совсем ерунда.

АН: У Вас какой-то грант был или спонсоры?

Першенков В.С.: Да. Мы начали вообще с 5 тысяч долларов и создали за полгода первый вариант. 5 тыс. долларов - копейки были. Чтобы совсем создать прибор, необходимы затраты. У американцев это стоит порядка 10 млн. долларов, даже больше, 20 млн. долларов, наверное. Если суммарно всё сделать, мы можем где-то, примерно, за 1 млн. долларов. 30 млн. рублей для лаборатории - это ерунда.

АН: А ваш институт зарабатывает на приборах сейчас деньги?

Першенков В.С.: Зарплата остаётся такая как обычно. Это просто чтобы группу кормить нормально по 20 – 30 тысяч рублей платить каждому человеку. 30 млн. рублей на 5 лет, это же ерунда. Это 6 млн. в год поделить на 12, сколько получается?

АН: Небольшая доля в бюджете.

Першенков В.С.: Конечно. Налоги и так далее, остаётся 30 – 40 тыс. в месяц ребятам и мне.

Игорь

Кроме как в обеспечении безопасности где ещё можно применить Ваше изобретение?

Першенков В.С.: Это, действительно, вопрос очень важный. Мы как раз сейчас планируем работу по использованию наших возможностей для медицины, для ранней диагностики заболеваний. И, в частности, ставим задачи по выделениям человека (по выдоху) определить концентрацию тех молекул, которые могут быть ответственны за заболевание. Диабет, как известно, характеризуется повышенным выделением ацетона, и эту концентрацию можно определить в выдохе человека. Сейчас такая работа ставится, вот здесь, действительно, будут затраты. Пока мы, к сожалению, из своих внутренних средств финансируем эти работы. Вот это, как мне кажется, одна из многообещающих возможностей нашего носа.

Виктория

Интересовались ли электронным носом на Западе? Не поступало предложения продать им технологию?

Першенков В.С.: Да, поступали такие предложения, но, к сожалению, там товарищи к этому подходят ...

АН: О каких суммах шла речь?

Першенков В.С.: Речь шла о 5 млн. долларах, которые мы должны были получить, грубо говоря, пополам. Они покупали бы наши технологии и все наши изобретения, около десятка разных, но контрольный пакет акций они хотели получить сами. На что они, конечно, получили отказ. Потому что мы работаем в России и продавать туда не согласились. Мы от 5 млн. долларов отказались и не жалеем до сих пор.

Эдуард

А студенты участвовали в создании этого изобретения? Сколько человек в авторском составе?

Першенков В.С.: Студенты являются нашей главной рабочей силой в МИФИ, это способные ребята, хорошие, умные все, как правило, быстрообучаемые. Мы научная организация, мы создаём научную базу, защищаем диссертации, пишем научные работы, статьи. А всего работает порядка 40 человек. Это аспиранты (большой коллектив), студенты, начиная с 3-го курса, 4-го, 5-го, практиканты, аспиранты и наверху стоят четверо, уже трое кандидаты наук и так далее.

Светлана

Как выглядит электронный нос?

Першенков В.С.: Вес от 1.3 кг. до 3 кг. Как маленький пылесосик, автомобильный. Если вы наберёте в Интернете «Пилот-М», то можете посмотреть. Это не наша, но отечественная разработка. По телевизору даже их показывают иногда, где-нибудь что-то случилось, пилот этот вижу.

АН: При наличии 400 тыс., 500 тыс. рублей каждый человек может купить прибор себе, да? Или нужна справка какая-то, разрешение от кого-то?

Першенков В.С.: Элементарно можете купить, пожалуйста. Никаких справок не надо.

АН: На автобазе проверять пил или не пил водитель перед рейсом.

Першенков В.С.: Там есть более дешёвые алкотестеры. Единственное, его нельзя вывозить просто так за границу. Чтобы вывезти за границу, мы должны получить дополнительное разрешение. Хотели бы купить, к нам обращаются, но это большая головная боль.

АН: А кто основные потребители этого прибора?

Першенков В.С.: Основной потребитель, как мне известно, в настоящее время, сейчас, по крайней мере, совершенно чётко – это всё же силовые ведомства. Он стоит очень часто в подразделениях, связанных с делами по борьбе с терраризмом. И мне хорошо известно, что наш прибор покупают таможенные службы России.

АН: Логично

Николай

А где Вы брали образцы наркотиков и взрывчатки для занесения в память электронного носа?

Першенков В.С.: Это всё через специальные лаборатории. Мы, действительно, не имеем к этому доступа, не имеем права работать с ними просто так. Это всё делается через специальную лабораторию с разрешения определённых компетентных органов. На примере американцев могу сказать, когда читаю их работы, допустим, фирма Сандия вебс - это одна из ведущих фирм. Как они делают опыты с такими же типами приборов: приезжает офицер, даже 2 офицера, входят в комнату, распаковывают свои чемоданчики. В их присутствии учёные берут эти приборы, вставляют, измеряют, отдают офицерам, они закрывают и уезжают. У нас немного было по-другому. Нашей лаборатории выпустили пропуска и там мы работали со своим прибором, на нужна гарантия, чтобы они нам его не загрязняли.

Тимофей

Какие-нибудь спецслужбы участвовали в тестировании прибора, давали техзадание?

Першенков В.С.: Да, начиная от ФСБ, специальные институты, потом по природным веществам. Есть ещё подразделения в силовых ведомствах.

 АН: Наверное, какие-то подписки брали?

 Першенков В.С.: От государства не брали, они нам просто заключение дают потом, показывают заключение. Можем ли мы работать, иначе мы просто не работали бы. Что вы делаете ерунду? Мы сказали, нет. Они сказали, да, у вас прибор хороший, лучше даже, чем американский, лучше, чем канадский. Пожалуйста, продолжайте дальше работать, мы его будем использовать. Разрешили, но это уже вещи специфические.

 АН: Непонятно, если американцы хотели купить у Вас технологию, то можно же было купить один прибор, разобрать его.

 Першенков В.С.: Если бы мы договорились с ними на 5 млн. долларов, и они согласились бы, допустим, тогда они бы стали пробивать возможность его продажи к ним, потому что прибор двойного назначения. 3 - 4 месяца и разрешение можно было получить, ничего секретного нет на самом деле. А вот после этого они купили бы, привезли к себе, разобрали бы и ещё колупались бы года 2 – 3, чтобы повторить наши опыты. Они вложили бы туда не 5 млн., а, возможно, 50 млн. Может быть, тогда что-то и получили. На самом деле, эта вещь высокотехнологичная. Здесь, слава Богу, мы не боимся пока. Тем больше вложим, тем быстрее получим результат.

Леонид

Скажите, за это изобретение Вас как-то отметили, наградили, премию выдали или звание присвоили?

Першенков В.С.: Нет, званий мы никаких не получали, 3 кандидатские диссертации было защищено, поэтому для нас это самое главное. Благодарственное письмо мы получили от Таможенного комитета, что, ребята, ваш прибор очень хороший. Мы надеемся, когда он будет широко применён, должны дать. Но это на будущее.

Ирина

Что дешевле, поставить на поток выпуск электронных носов или использовать служебных собак?

Першенков В.С.: Конечно, «электронные носы», это совершенно чётко. Я имел дело с кинологом, который сопровождал Медведева, когда он был президентом, он сказал, что как специалист по собакам (их подготовке и прочее), отдал бы предпочтение сам нашему прибору. Это профессионал.

АН: Собака может только 2 часа работать, потом ей нужно отдыхать, её надо несколько лет готовить.

Першенков В.С.: Она устаёт, её нужно готовить. У нас в МИФИ подкладывали бомбу 10 лет тому назад, собака сразу бежит к сейфу, потому что прошлый раз около сейфа лежала колбаса, она уже знает научно и хочет, чтобы её угостили. Собака ошибается, есть фильм (который широко не показывается), я их видел, не знаю, стоит ли говорить, но это всё же, немножко реклама.

 АН: А когда была такая информация, Вы прибором проверяли институт свой?

 Першенков В.С.: Тогда ещё его толком не было. Это было давным-давно, 10 лет назад.

Нина Михайловна, 57лет,Самара

У меня хронические заболевания носоглотки (и не одно). Поможет ли мне чем-то "электронный нос"?

Першенков В.С.: Нет, боюсь, что нет. Об этом рано говорить. Чётко нет, не поможет. Наверняка Ваше заболевание связано с какими-то выделениями, эти выделения мы можем точно идентифицировать, после этого начнётся полемика по поводу того, как использовать эти молекулы: задавить их, уничтожить, тогда, возможно, действительно, будет выход. Но это большая кропотливая работа на много лет вперёд.

Сергей

Возможно ли с помощью "электронного носа" определять породу древесины? Есть практический интерес...

Першенков В.С.: Думаю, что можно. Но это надо ставить опятьнебольшую работу. Присылайте нам 10 разновидностей пород, бесплатно абсолютно. Мы их понюхаем и скажем, отличается они или нет.

АН: Какой практический интерес?

Першенков В.С.: Это цена, наверное. Как же так, разные породы.

АН: То есть дуб, берёза. А их так не видно?

Першенков В.С.: Можно возраст определить его, сколько он будет стоять у вас в качестве шкафа, 5 – 10 или 100 лет. Одно из возможностей нашего носа - это покрытие, возьмите стол, скажите, пожалуйста, полезно или нет, то чем он покрашен? Кто знает?

АН: Никто не знает.

Першенков В.С.: А мы можем сказать. Если мы будем нюхать и потом несколько лаков проверим, то один из них выделяет какую-то дрянь, а второй нет - мало токсичных веществ. Древесина, наверняка, будет иметь разную влажность.

АН: Из разных регионов.

Першенков В.С.: Из разных регионов.Влажность - это же принципиальная вещь, она должна сохнуть или не сохнуть, как просушить такое здоровое дерево. Повторяю, присылайте нам 10 образцов, упакованных, желательно, чтобы руками никто не трогал, потому что руки наши пахнут больше. Студент через час определит, и будет готов результат.

АН: Вячеслав Сергеевич, теоретически можно сделать так, чтобы прибор стоил дешевле и чтобы как можно больше сотрудников полиции снабдить им, чтобы в метрополитене они могли периодически замеры делать?

Першенков В.С.: Во-первых, любой производитель не заинтересован, это зависит от оборота. 30 тыс. долларов - это много или мало? Американцы нам продают за 50 тыс. долларов действительно хороший прибор, который может быстро пронюхать. Как собака, если дать сразу большое количество, она начинает путаться потом. То же самое сприбором случается. Чтобы онбыстро восстанавливал свои свойства. Американский прибор и наш, который мы делаем, быстро восстанавливаются. Буквально минута, но стоит 50 тыс. долларов. Но там, судя по всему, связано с тем, что дилеры производят, вторые руки или просто там не продают эти вещи, там Госдеп запрещает эти вещи продавать. Не так всё просто.

АН: Это как государственное преступление считается?

Першенков В.С.: Не преступление, у них же есть некоторые вещества, они не могут продать вещи космические, микросхемы современнейшие. Запрещают просто. То же самое и здесь.

АН: Этот прибор не нуждается в каких-либо картриджах, периодической их замене? Питание какое-то?

Першенков В.С.: Понятно, очень хороший вопрос. Да, действительно, есть так называемые сита, молекулярные сита, их нужно менять. Мы работаем порядка полгода. Стоят они копейки, 1000 руб., по-моему. Такая штучка, она засыпается, это всё хорошо отработано. Всё это относительно дёшево.

АН: Нужно какое-то техобслуживание проходить? Приносить в лабораторию?

Першенков В.С.: Нет, не нужно ничего. Американцы хитро сделали. Этот прибор хорошо работает, когда мазок делается. Они свой прибор освобождают специальными салфетками, салфетки стоят 100 долларов. Страшное дело.

АН: Ничего себе.

Першенков В.С.: Набор, правда, но они быстро расходуются. Через несколько лет прибор окупается на этих салфетках, вернее не окупается, а они получают. У нас салфетка дешёвая, бесплатная по существу. Это тоже наше ноу-хау.

АН: А какой Вы срок гарантии даёте?

Першенков В.С.: 3 года.

АН: 3 года всего за 1 млн. долларов?

Першенков В.С.: 3 – 5 лет.

АН: Потом его надо утилизировать?

Першенков В.С.: Нет, он будет работать, просто мы говорим, что железно будет работать (извините за жаргон), гарантируем. У нас этот разговор идёт 3 – 5 лет. Сейчас мы продаём прибор, там идут небольшие рекламации, но быстро, моментально устраняем.

АН: В течение трёх лет бесплатно устраняете, да?

Першенков В.С.: Да, бесплатно. Они сами забыли включить что-то, включили не в ту сторону и там что-то сломалось. Прибор надёжный, это я могу сказать совершенно точно.

АН: Падений и ударов не боится?

Першенков В.С.: Нет, не боится, его мы роняли, есть специальный тест, который проходится, там с полметра можно ронять его. Вот эти как раз спецлаборатории, которые им занимались, это всё проходят: электромагнитная совместимость, излучения. Но это уже у них свои методы, свои тесты, мы даём прибор, и нам дают результат, заключение.

АН: Возможно ли применение этого прибора, например, в криминалистике? Например, на месте преступления записать запах и вместо собаки периодически простреливать, искать этого преступника.

Першенков В.С.: Теоретически можно, но в реальной жизни много дестабилизирующих факторов: ветер, солнце, дождь. Как будет себя вести - трудно сказать, теоретически, да. А практически, не знаю, сложно. Почему медицина является для нас одним из приоритетов, во-первых, это рынок большой, это просто необходимо - ранняя диагностика заболеваний, во-вторых, онапригодна к лабораторным условиям.

АН: Вы говорили, что если делать узконаправленные приборы, то они могут стоить даже 10 000 тыс. рублей.

Першенков В.С.: Очень дёшево. Действительно, если удалить много лишнего: сейчас мы контролируем влажность, давление, температуру, в определённых участках прибора. От этого зависти его точность, почему я и гарантирую. Если всё это дело устранить, и на одно вещество быть ориентированным, то рано или поздно можно уменьшить до 10 000 тыс. рублей, думаю. Каждая хозяйка, каждый пациент может, встав утром, вдохнуть в него, потом вдохнуть после завтрака, потом перед обедом, после него и следить за кинетикой, как меняется состав выдоха, не уходя из своего дома.

АН: Вопрос безопасности. Ваша лаборатория, наверное, очень строго охраняется: милиция, сигнализация?

Першенков В.С.: Нет, у нас реактор на территории находится, поэтому мы находимся в охранной зоне. А так нет, ничего особенного, там же ничего нет.

АН: Сами приборы, микросхемы.

Першенков В.С.: Да что приборы, ерунда, всё дёшево.

АН: Вячеслав Сергеевич, спасибо большое за ответы на вопросы, очень интересное это изобретение, надеюсь, что когда-нибудь оно станет дешевле и широко применяемо в нашей стране.

Першенков В.С.: Спасибо вам большое, если будет польза какая-то, то я буду очень рад.

Аргументы НеделиАвторы АН

Аргументы НеделиИнтервью