EA 025772B1 20170130 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/025772 Полный текст описания [**] EA201290547 20101222 Регистрационный номер и дата заявки JP2009-291001 20091222 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок JP2010/007455 Номер международной заявки (PCT) WO2011/077731 20110630 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21701 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000025\772BS000#(955:640) Основной чертеж [**] АППАРАТ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Название документа [8] G01N 27/62 Индексы МПК [JP] Сато Томойоси Сведения об авторах [JP] АТОНАРП ИНК. Сведения о патентообладателях [JP] АТОНАРП ИНК. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000025772b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Аппарат для обнаружения химических веществ, содержащий блок обнаружения, сконфигурированный с возможностью обнаружения неопределенного химического вещества, включенного во флюид в точке отбора проб, и получения соответствующей связанной с химическим веществом информации, относящейся к упомянутому неопределенному химическому веществу, с использованием спектрометрического датчика, такого как датчик подвижности ионов или аппарат массовой спектрометрии; блок связи, сконфигурированный с возможностью осуществления связи с внешней средой беспроводным образом или через провода; локальное запоминающее устройство, сконфигурированное с возможностью хранения библиотеки обнаружения угроз, включающей в себя определяющий шаблон для целей мониторинга, сгенерированный внешним ресурсом обработки данных, когда определенное химическое вещество, которое является причиной угрозы, обнаружено спектрометрическим датчиком; и процессор, сконфигурированный с возможностью исполнения первого процесса и второго процесса параллельно или в соответствии с разделением по времени, причем процессор сконфигурирован с возможностью во время первого процесса регулярно сравнивать упомянутую связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения, и упомянутый определяющий шаблон для целей мониторинга, включенный в библиотеку обнаружения угроз, и выводить данные информации о соответствии, когда полученная связанная с химическим веществом информация и определяющий шаблон для целей мониторинга соответствуют друг другу, причем процессор сконфигурирован с возможностью во время второго процесса определять, что произошло событие, относящееся к запаху, который испускается по меньшей мере одним химическим веществом, на основании изменения химической составляющей и изменения концентрации обнаруженных химических веществ, включенных в связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения; передавать через блок связи связанную с химическим веществом информацию во внешний ресурс обработки данных, чтобы запрашивать поддержку в анализе упомянутой связанной с химическим веществом информации; получать от внешнего ресурса обработки данных через блок связи информацию, указывающую причину возникновения события, которая получена в результате анализа, выполненного внешним ресурсом обработки данных, и включает в себя информацию о химических веществах, обнаруженных внешним ресурсом обработки данных из упомянутой связанной с химическим веществом информации, и/или информацию о причине вывода данных об обнаруженных химических веществах, которая определена внешним ресурсом обработки данных, и выводить данные упомянутой определенной информации о том, что произошло событие, и информации, полученной от внешнего ресурса обработки данных.

2. Аппарат по п.1, причем процессор сконфигурирован с возможностью получать упомянутый определяющий шаблон химического вещества, которое представляет собой угрозу, на основании причины возникновения события через блок связи от внешнего ресурса обработки данных и обновлять библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.

3. Аппарат по п.1 или 2, дополнительно содержащий блок, сконфигурированный с возможностью получения дополнительной информации о событии, включающей в себя изображения и/или звук вокруг аппарата, и причем процессор сконфигурирован с возможностью интерпретировать состояние на основании изображений и/или звука, включенных в дополнительную информацию о событии, получать через блок связи от внешнего ресурса обработки данных определяющий шаблон, включающий в себя элементы запаха, который представляет собой угрозу в интерпретируемом состоянии, и обновлять библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.

4. Аппарат по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий блок хранения пробы, сконфигурированный с возможностью, когда причина возникновения события не установлена, герметизации флюида в точке отбора проб в капсуле хранения.

5. Способ обнаружения химических веществ, который выполняется аппаратом по п.1, включающим в себя блок обнаружения, обнаруживающий неопределенное химическое вещество, включенное во флюид в точке отбора проб, и получающий соответствующую связанную с химическим веществом информацию, относящуюся к упомянутому неопределенному химическому веществу, с использованием спектрометрического датчика, такого как датчик подвижности ионов или аппарат массовой спектрометрии; блок связи, который осуществляет связь с внешней средой беспроводным образом или через провода; локальное запоминающее устройство, хранящее библиотеку обнаружения угроз, включающую в себя определяющий шаблон для целей мониторинга, сгенерированный внешним ресурсом обработки данных, когда определенное химическое вещество, которое является причиной угрозы, обнаружено спектрометрическим датчиком; и процессор, причем процессор исполняет, параллельно или в соответствии с разделением по времени, первый процесс и второй процесс, причем первый процесс включает в себя регулярное сравнение связанной с химическим веществом информации, полученной блоком обнаружения, и упомянутого определяющего шаблона для целей мониторинга, включенного в библиотеку обнаружения угроз, и вывод данных информации о соответствии, когда полученная связанная с химическим веществом информация и определяющий шаблон для целей мониторинга соответствуют друг другу; и причем второй процесс вывода данных включает в себя определение, что произошло событие, относящееся к запаху, который испускается по меньшей мере одним химическим веществом, на основании изменения химической составляющей и изменения концентрации обнаруженных химических веществ, включенных в связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения; передачу через блок связи связанной с химическим веществом информации во внешний ресурс обработки данных, чтобы запрашивать поддержку в анализе упомянутой связанной с химическим веществом информации; получение от внешнего ресурса обработки данных через блок связи информации, указывающей причину возникновения события, которая получена в результате анализа, выполненного внешним ресурсом обработки данных, и включает в себя информацию о химических веществах, обнаруженных внешним ресурсом обработки данных из упомянутой связанной с химическим веществом информации, и/или информации о причине вывода данных об обнаруженных химических веществах, которая определена внешним ресурсом обработки данных; и вывод данных упомянутой определенной информации о том, что произошло событие, и информации, полученной от внешнего ресурса обработки данных.

6. Способ по п.5, дополнительно содержащий этапы, на которых процессор получает определяющий шаблон химического вещества, которое представляет собой угрозу, на основании причины возникновения события через блок связи от внешнего ресурса обработки данных и обновляет библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.

7. Способ по п.5 или 6, дополнительно содержащий этапы, на которых процессор получает дополнительную информацию о событии, включающую в себя изображения и/или звук вокруг аппарата, и процессор интерпретирует состояние на основании изображений и/или звука, включенных в дополнительную информацию о событии, получает через блок связи от внешнего ресурса обработки данных определяющий шаблон, включающий в себя элементы запаха, который представляет собой угрозу в упомянутом состоянии, и обновляет библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.

8. Носитель записи, содержащий программу, исполняемую аппаратом по п.1, для осуществления способа по п.5.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Аппарат для обнаружения химических веществ, содержащий блок обнаружения, сконфигурированный с возможностью обнаружения неопределенного химического вещества, включенного во флюид в точке отбора проб, и получения соответствующей связанной с химическим веществом информации, относящейся к упомянутому неопределенному химическому веществу, с использованием спектрометрического датчика, такого как датчик подвижности ионов или аппарат массовой спектрометрии; блок связи, сконфигурированный с возможностью осуществления связи с внешней средой беспроводным образом или через провода; локальное запоминающее устройство, сконфигурированное с возможностью хранения библиотеки обнаружения угроз, включающей в себя определяющий шаблон для целей мониторинга, сгенерированный внешним ресурсом обработки данных, когда определенное химическое вещество, которое является причиной угрозы, обнаружено спектрометрическим датчиком; и процессор, сконфигурированный с возможностью исполнения первого процесса и второго процесса параллельно или в соответствии с разделением по времени, причем процессор сконфигурирован с возможностью во время первого процесса регулярно сравнивать упомянутую связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения, и упомянутый определяющий шаблон для целей мониторинга, включенный в библиотеку обнаружения угроз, и выводить данные информации о соответствии, когда полученная связанная с химическим веществом информация и определяющий шаблон для целей мониторинга соответствуют друг другу, причем процессор сконфигурирован с возможностью во время второго процесса определять, что произошло событие, относящееся к запаху, который испускается по меньшей мере одним химическим веществом, на основании изменения химической составляющей и изменения концентрации обнаруженных химических веществ, включенных в связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения; передавать через блок связи связанную с химическим веществом информацию во внешний ресурс обработки данных, чтобы запрашивать поддержку в анализе упомянутой связанной с химическим веществом информации; получать от внешнего ресурса обработки данных через блок связи информацию, указывающую причину возникновения события, которая получена в результате анализа, выполненного внешним ресурсом обработки данных, и включает в себя информацию о химических веществах, обнаруженных внешним ресурсом обработки данных из упомянутой связанной с химическим веществом информации, и/или информацию о причине вывода данных об обнаруженных химических веществах, которая определена внешним ресурсом обработки данных, и выводить данные упомянутой определенной информации о том, что произошло событие, и информации, полученной от внешнего ресурса обработки данных.

2. Аппарат по п.1, причем процессор сконфигурирован с возможностью получать упомянутый определяющий шаблон химического вещества, которое представляет собой угрозу, на основании причины возникновения события через блок связи от внешнего ресурса обработки данных и обновлять библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.

3. Аппарат по п.1 или 2, дополнительно содержащий блок, сконфигурированный с возможностью получения дополнительной информации о событии, включающей в себя изображения и/или звук вокруг аппарата, и причем процессор сконфигурирован с возможностью интерпретировать состояние на основании изображений и/или звука, включенных в дополнительную информацию о событии, получать через блок связи от внешнего ресурса обработки данных определяющий шаблон, включающий в себя элементы запаха, который представляет собой угрозу в интерпретируемом состоянии, и обновлять библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.

4. Аппарат по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий блок хранения пробы, сконфигурированный с возможностью, когда причина возникновения события не установлена, герметизации флюида в точке отбора проб в капсуле хранения.

5. Способ обнаружения химических веществ, который выполняется аппаратом по п.1, включающим в себя блок обнаружения, обнаруживающий неопределенное химическое вещество, включенное во флюид в точке отбора проб, и получающий соответствующую связанную с химическим веществом информацию, относящуюся к упомянутому неопределенному химическому веществу, с использованием спектрометрического датчика, такого как датчик подвижности ионов или аппарат массовой спектрометрии; блок связи, который осуществляет связь с внешней средой беспроводным образом или через провода; локальное запоминающее устройство, хранящее библиотеку обнаружения угроз, включающую в себя определяющий шаблон для целей мониторинга, сгенерированный внешним ресурсом обработки данных, когда определенное химическое вещество, которое является причиной угрозы, обнаружено спектрометрическим датчиком; и процессор, причем процессор исполняет, параллельно или в соответствии с разделением по времени, первый процесс и второй процесс, причем первый процесс включает в себя регулярное сравнение связанной с химическим веществом информации, полученной блоком обнаружения, и упомянутого определяющего шаблона для целей мониторинга, включенного в библиотеку обнаружения угроз, и вывод данных информации о соответствии, когда полученная связанная с химическим веществом информация и определяющий шаблон для целей мониторинга соответствуют друг другу; и причем второй процесс вывода данных включает в себя определение, что произошло событие, относящееся к запаху, который испускается по меньшей мере одним химическим веществом, на основании изменения химической составляющей и изменения концентрации обнаруженных химических веществ, включенных в связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения; передачу через блок связи связанной с химическим веществом информации во внешний ресурс обработки данных, чтобы запрашивать поддержку в анализе упомянутой связанной с химическим веществом информации; получение от внешнего ресурса обработки данных через блок связи информации, указывающей причину возникновения события, которая получена в результате анализа, выполненного внешним ресурсом обработки данных, и включает в себя информацию о химических веществах, обнаруженных внешним ресурсом обработки данных из упомянутой связанной с химическим веществом информации, и/или информации о причине вывода данных об обнаруженных химических веществах, которая определена внешним ресурсом обработки данных; и вывод данных упомянутой определенной информации о том, что произошло событие, и информации, полученной от внешнего ресурса обработки данных.

6. Способ по п.5, дополнительно содержащий этапы, на которых процессор получает определяющий шаблон химического вещества, которое представляет собой угрозу, на основании причины возникновения события через блок связи от внешнего ресурса обработки данных и обновляет библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.

7. Способ по п.5 или 6, дополнительно содержащий этапы, на которых процессор получает дополнительную информацию о событии, включающую в себя изображения и/или звук вокруг аппарата, и процессор интерпретирует состояние на основании изображений и/или звука, включенных в дополнительную информацию о событии, получает через блок связи от внешнего ресурса обработки данных определяющий шаблон, включающий в себя элементы запаха, который представляет собой угрозу в упомянутом состоянии, и обновляет библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.

8. Носитель записи, содержащий программу, исполняемую аппаратом по п.1, для осуществления способа по п.5.


Евразийское
патентное
ведомство
025772
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201290547
(22) Дата подачи заявки
2010.12.22
(51) Int. Cl. G01N27/62 (2006.01)
(54) АППАРАТ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
(31) 2009-291001
(32) 2009.12.22
(33) JP
(43) 2012.12.28
(86) PCT/JP2010/007455
(87) WO 2011/077731 2011.06.30
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
АТОНАРП ИНК. (JP)
(72) Изобретатель:
Сато Томойоси (JP)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) WO-A2-2008039996 JP-A-2009541924 JP-A-2002539446 JP-A-2008517276 JP-A-2008512689 JP-A-2008527396 JP-A-20092815
(57) Обонятельная система (300), выполненная с возможностью обнаружения угрозы, включает в себя блок (100) обнаружения, включающий в себя IMS датчик (110), который выводит IMS данные (115), относящиеся к химическим веществам, включенным во флюид в точке отбора проб; локальное запоминающее устройство (41), хранящее библиотеку (49), включающую в себя определяющий шаблон (48), генерируемый, когда определенное химическое вещество обнаружено IMS датчиком (110), и блок (42) сопоставления, который регулярно сравнивает и сопоставляет IMS данные (115) и определяющий шаблон (48) для целей мониторинга, включенный в библиотеку (49).
Изобретение относится к аппарату, который обнаруживает химические вещества, используя датчик.
Уровень техники
Публикация WO 2006/013396 (японская патентная публикация № 2008-508693) раскрывает спектрометр подвижности ионов с ионным фильтром в виде, по меньшей мере, одного ионного канала, который включает в себя множество электродов. Публикация WO 2005/052546 (японская патентная публикация № 2007-513340) раскрывает систему на основе подвижности ионов, способ и аппарат для анализа проб.
Сущность изобретения
Важно иметь возможность реагировать на ситуации, которые требуют немедленного действия, например, присутствие опасных веществ, таких как взрывчатые вещества, яды и ядовитые газы.
Одним аспектом настоящего изобретения является аппарат, включающий в себя блок обнаружения, получающий связанную с химическим веществом информацию, относящуюся к химическим веществам, включенным во флюид в точке отбора проб, используя датчик первого типа; локальное запоминающее устройство, хранящее библиотеку, включающую в себя определяющий шаблон, генерируемый, когда определенное химическое вещество обнаружено датчиком первого типа; и блок сопоставления, который регулярно сравнивает связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения, и определяющий шаблон для целей мониторинга, включенный в библиотеку, и выводит данные информации о соответствии, когда полученная связанная с химическим веществом информация и определяющий шаблон для целей мониторинга соответствуют друг другу. Число разнообразных химических веществ, которые могут быть причиной угрозы, нуждающейся в немедленном обнаружении, не столь велико. Соответственно, при сохранении определяющих шаблонов, которые могут быть непосредственно сравнены с выходными данными датчика первого типа, используемого для обнаружения химических веществ, в локальном запоминающем устройстве, например, в кэш-памяти, которая имеет малое время доступа, имеется возможность определить вероятность надвигающейся угрозы за короткое время.
Типичный пример датчика первого типа - спектрометрический датчик, который выводит данные связанной с химическим веществом информации как спектр (данные о форме сигнала), и определяющий шаблон включает в себя спектральные признаки (характеристики формы сигнала, спектральные характеристики, спектральную сигнатуру). Типичный пример спектрометрического датчика датчик подвижности ионов. Блок сопоставления (блок сличения) выполняет сопоставление или сличение для спектра, полученного от спектрометрического датчика, используя спектральные признаки, включенные в определяющий шаблон. Блок сопоставления может извлечь спектральные признаки из полученного спектра или может синтезировать спектр для целей мониторинга из спектральных признаков.
Когда блок вывода данных о событии, который выводит данные о возникновении события и причине возникновения события в соответствии с изменением в полученной и связанной с химическим веществом информации, также включен в этот аппарат, блок сопоставления должен предпочтительно работать параллельно или в соответствии с разделением по времени или совместным использованием времени с блоком вывода данных о событии. Не является проблемой, если некоторое время требуется для определения того, произошло ли событие, которое не представляет угрозы, и что имеется большое число причин возникновения таких событий. Соответственно, обработка, которая определяет (оценивает) причину возникновения такого события, определяется как обработка, которая отличается для выявления причины очень ограниченного числа угроз, и выполняя такую обработку в соответствии с разделением по времени или параллельно, имеется возможность регулярно определять наличие причины угрозы за короткое время.
Этот аппарат может дополнительно включать в себя блок связи, который осуществляет связь с внешней средой беспроводным образом или с использованием проводов, и блок вывода данных о событии может передать информацию о возникновении события, включающую в себя связанную с химическим веществом информацию, во внешнюю среду и получить причину возникновения события через блок связи. Даже во время связи с внешней средой с использованием блока связи имеется возможность регулярно определять или оценивать вероятность причины имеющейся угрозы, используя блок сопоставления.
Аппарат предпочтительно должен также включать в себя блок автоматического обновления, который автоматически обновляет определяющий шаблон или шаблоны, хранимые в библиотеке локального запоминающего устройства, через блок связи. Посредством сохранения в библиотеке определяющих шаблонов, относящихся к причинам угроз, которые имеют высокую вероятность появления, имеется возможность значительно надежнее определять или находить вероятность причины имеющейся угрозы.
Блок автоматического обновления может обновлять определяющие шаблоны на основании причины возникновения события. Кроме того, если аппарат дополнительно включает в себя блок, который получает дополнительную информацию о событии, включающую в себя изображения и/или звук вокруг или в окружении аппарата, блок автоматического обновления может обновить определяющие шаблоны на основании дополнительной информации о событии.
Аппарат может также дополнительно включать в себя блок хранения пробы, который герметизирует флюид в точке отбора проб в капсуле хранения. Когда причина возникновения события не установле
на, или имеет место подобное, посредством хранения флюида в точке отбора проб, анализа химических веществ, включенных во флюид, в другом анализаторе и регистрирования определенного шаблона датчика первого типа для таких химических веществ в базе данных имеется возможность добавлять в базу данных знаний о причинах угроз и/или причинах возникновения событий. Другим аспектом настоящего изобретения является способ, который управляет аппаратом, включающим в себя блок обнаружения, обнаруживающий связанную с химическим веществом информацию, относящуюся к химическим веществам, включенным во флюид в точке отбора проб, используя датчик первого типа, причем способ включает в себя следующие этапы.
1. Сохранение библиотеки, включающей в себя определяющий шаблон, генерируемый, когда определенное химическое вещество обнаружено датчиком первого типа, в локальном запоминающем устройстве аппарата и регулярное сравнение связанной с химическим веществом информации, полученной блоком обнаружения, и определяющего шаблона для целей мониторинга, включенного в библиотеку.
2. Вывод данных информации о соответствии, когда полученная связанная с химическим веществом информация и определяющий шаблон для мониторинга соответствуют друг другу.
Этот способ должен предпочтительно также включать в себя следующий этап.
3. Вывод данных о возникновении события и причине возникновения события в соответствии с изменением полученной связанной с химическим веществом информации. В этом случае этап вывода данных информации о соответствии на этапе 2 выполняется параллельно или в соответствии с разделением по времени (совместное использование времени) с этапом вывода данных о причине возникновения на этапе 3. Этап вывода данных о причине возникновения на этапе 3 может включать в себя передачу информации о возникновении события, включающей в себя полученную связанную с химическим веществом информацию, во внешнюю среду и получение причины возникновения события через блок связи, который осуществляет связь с внешней средой беспроводным образом или с использованием проводов. Определяющие шаблоны, хранимые в библиотеке локального запоминающего устройства, могут быть автоматически обновлены через блок связи. Определяющие шаблоны могут быть обновлены на основании причины возникновения события или могут быть обновлены на основании дополнительной информации о событии, включающей в себя изображения и/или звук вокруг или по соседству с аппаратом.
Еще одним аспектом настоящего изобретения является программа (или программный продукт), исполняемая аппаратом, включающим в себя блок обнаружения, обнаруживающий связанную с химическим веществом информацию, относящуюся к химическим веществам, включенным во флюид в точке отбора проб, используя датчик первого типа, центральный процессор и запоминающее устройство, причем программа включает в себя команды для исполнения управления вышеописанным. Такая программа (программный продукт) может быть предоставлена как записанная на носитель записи (например, на оптический диск) или может быть предоставлена через компьютерную сеть, например, через Интернет.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает блок-схему, показывающую устройство робота-собаки. Фиг. 2 - блок-схема, показывающая обонятельную систему. Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций, показывающая полное управление обонятельной системой.
Подробное описание
На фиг. 1 показана общая конструкция робота, имеющего вид собаки (т.е. "робота-собаки"), оборудованного чувством обоняния. Робот-собака 1 имеет возможность обоняния на основании датчика типа IMS (спектрометрия подвижности ионов) и, сравнивая выходные данные IMS датчика с базой данных химических веществ, а также связываясь с множеством других роботов-собак, имеет возможность определения и анализа целевого химического вещества и отслеживания и/или преследования передвигающегося объекта (правонарушителя). Следует отметить, что чувство обоняния определено как одно из чувств и реализуется посредством приема молекул определенных химических веществ в рецепторах. Соответственно, хотя обнаружение химических веществ, включенных в атмосферу (внешний воздух), или подобное описывается ниже как "чувство обоняния" или как "запахи/ароматы", в описанной ниже системе (аппарат или робот) также имеется возможность обнаруживать химические вещества, которые не могут быть обнаружены животными как запах.
Ароматы и запахи обусловлены химическими веществами, например, химическими соединениями и газами, включенными в воздух на периферии, в окружении или в среде. В настоящем описании выражение "химическое вещество" включает в себя соединения, молекулы и элементы и включает в себя продукты, не ограничиваемые составляющими или составами. Выражение "химические вещества" также включает в себя органические и неорганические вещества. Предполагается, что много химических веществ, пригодных для обнаружения посредством чувства обоняния, включает в себя функциональные группы. Одна функциональная группа представляет собой углеводороды, примером которых являются алканы (цепочечные насыщенные углеводороды). Эта группа включает в себя этан, метан, пропан, бутан и т.п. в качестве химических веществ. Функциональные группы не ограничиваются группами углеводорода, и аминогруппа и т.п. могут быть примером функциональной группы, содержащей азот, а группа спиртов и кетонная группа могут служить примерами функциональных групп, которые содержат кислород. Это только примеры химических веществ и функциональных групп. Предполагается, что атомы в
молекулах функциональной группы подвергаются тем же самым или подобным химическим реакциям и проявляют свойства обычного запаха. Летучие органические материалы и органические соединения обычно стимулируют чувство обоняния как запахи. Химические вещества могут быть газами (то есть, собственно газами), например, оксидом углерода или диоксидом углерода. Химические вещества могут также быть неорганическими веществами, например, углеродом, алюминием или азотом.
Один из анализаторов, который является компактным, портативным и способным к обнаружению причин запаха, - это датчик подвижности ионов, описанный ранее, который был предоставлен как устройство в виде микросхемы с использованием MEMS. Датчик подвижности ионов (или "спектрометр подвижности ионов") ионизирует вещества (молекулы), присутствующие в воздухе, и выводит данные спектра (выходной шаблон или шаблон качества воздуха) на основании различия подвижности между ионизированными молекулами с помощью известных методик спектрометрии подвижности ионов с асимметричным полем (FAIMS) и дифференциальной спектрометрии подвижности ионов (DIMS).
Спектрометрический датчик этого типа, далее обозначаемый в целом как "IMS датчик", вводит ионизированные молекулярные потоки в асимметричное электрическое поле, которое изменяется от низкого напряжения до высокого напряжения, и выводит результат фильтрации таких потоков на основании подвижности ионов в поле. Устройство "micro DMx" производства SIONEX и устройство FAIMS производства OWLSTONE могут быть примерами коммерчески доступных компактных датчиков IMS.
В датчике IMS, поскольку информация относится к включенным во флюид химическим веществам (обычно дыхательная смесь, например, воздух или газообразный азот), имеется возможность обнаруживать ионный ток, который изменяется в соответствии с двумя переменными - напряжением Vd (напряжение дисперсии или напряжение электрического поля (Vrf), переменного тока) и напряжением Vc (напряжение компенсации, постоянного тока). Соответственно, трехмерные данные (данные формы сигнала, спектры), включающие в себя такую информацию, и двумерные спектры, где один из параметров в трех измерениях фиксируется, получаются как информация, относящаяся к химическим веществам. Также имеется возможность получать спектральные признаки (спектральная сигнатура, спектральные характеристики и признаки), которые показывают элементы спектра как информацию, относящуюся к химическим веществам. Например, спектральные признаки включают в себя амплитуду спектральных пиков, ширину спектральных пиков и наклон спектральных пиков, интервал спектральных пиков, число спектральных пиков, относительный сдвиг положений спектральных пиков вследствие изменений в условиях обработки, точки разрыва спектра, зависимость Vcomp от Vrf и т.п.
Блок обнаружения (датчик), который получает информацию, относящуюся к химическим веществам, может быть массовым спектрометрическим датчиком так, чтобы отношение M/Z (массы к заряду) получалось как информация, относящаяся к химическим веществам, включенным во флюид.
Спектрометрический датчик, который использует подвижность ионов, или подобное, имеет более широкое применение по сравнению с датчиком, который чувствителен к определенным составляющим (химические вещества), и способен обнаруживать присутствие и интенсивность (концентрацию) почти всех составляющих с подобным уровнем точности в диапазоне, где анализ возможен. Информация относительно химических составляющих (химических веществ), обнаруживаемых датчиком, включает в себя вариации интенсивности (которые включают в себя вариации концентрации, вариации наличия и другие изменения и вариации, обнаруживаемые датчиком) химических веществ (которые включают в себя, по меньшей мере, одно из составов, молекул и элементов).
Имеется широкое разнообразие примеров датчиков, которые получают относящуюся к химическим веществам информацию, включая химический датчик, который соответствует IEEE 1451, кварцевый датчик (QCM (микробаланс кварцевого кристалла)), электрохимический датчик, устройство SAW (поверхностная акустическая волна), оптический датчик, газовую хроматографию, жидкостную хроматографию, и MOS (металл-окисел-полупроводник) датчик.
Информация (информация, относящаяся к химическому веществу), относящаяся к химическим веществам и выводимая от датчика, будет различаться в соответствии с типом датчика для распознавания химических веществ, и во многих случаях будет выводиться различного типа информация, связанная с одним и тем же химическим веществом. Важно иметь возможность обработать такую связанную с химическим веществом различающуюся информацию унифицированным образом, например, отображая информацию различного типа в пространстве, отображающем химические вещества. Однако требуется определенное время для обработки различных типов связанной с химическим веществом информации унифицированным образом. В настоящем описании относящаяся к химическому веществу информация, которая является уникальной для датчика и была получена от датчиков различных типов, обозначается присвоением названия типа датчика. Например, относящаяся к химическому веществу информация, полученная IMS датчиком, обозначается "как IMS данные". Кроме того, относящаяся к химическому веществу информация, которая была обработана, например, отображая относящуюся к химическому веществу информацию, которая является уникальной для датчика, в том же самом пространстве, отображающем химические вещества, и может, поэтому, быть обработана унифицированным или обобщенным образом, обозначается как "универсальные" или "общезначимые" данные. Один пример универсальных данных -это данные FCWS, предложенные заявителем настоящей заявки. Такие данные производятся отображе
нием (присвоением) связанной с химическим веществом информации, которая является уникальной для датчика, в частотном пространстве, которое является пространством, характеризующим химические вещества в соответствии с FCWS (функциональной (то есть, функциональной группы) классификацией по форме сигнала) технологией для преобразования информации об интенсивности, отображающей присутствие химических веществ, в информацию интенсивности частотных диапазонов.
В целом, этот робот-собака 1 включает в себя головной участок 2, участок 3 шеи, участок 4 туловища, участок 5 лапы, участок б огузка и участок 7 хвоста. Робот-собака 1 включает в себя внутреннюю шину, которая проходит через головной участок 2, участок 3 шеи, участок 4 туловища и участок 6 огузка, достигая участка 7 хвоста, и распределяет данные и питание так, чтобы различные функции (функциональные блоки), входящие в робота-собаку 1, имели возможность связываться друг с другом. Батарея 8 размещается в участке 4 туловища так, чтобы робот-собака 1 мог свободно самостоятельно перемещаться. Кроме того, робот-собака 1 снабжен различными внешними блоками связи так, чтобы робот-собака 1 был способен связываться с другими роботами-собаками, главным аппаратом и с различными ресурсами, пригодными для доступа через компьютерную сеть.
Следует отметить, что хотя в нижеследующем описании рассматривается случай, когда блоки, снабженные различными функциями, размещены в роботе-собаке 1, местоположения таких блоков не ограничиваются местоположениями нижеследующего описания. Кроме того, такие функции (функциональные блоки) обычно реализуются программным образом и программируемыми ресурсами аппаратных средств, включающими в себя один или множество центральных процессоров и запоминающее устройство. Такие программируемые ресурсы аппаратных средств могут включать в себя микросхему, например, специализированную интегральную схему, и могут включать в себя микросхему, на которой электрические схемы могут повторно конфигурироваться. Кроме того, хотя пример, в котором функции, касающиеся настоящего изобретения, включены в робота, который представляет собой мобильный программируемый механический аппарат, в приложении, где автономная мобильность не требуется, описанные ниже функции могут также быть реализованы с использованием компьютера, включающего в себя ресурсы аппаратных средств, такие как центральный процессор и запоминающее устройство, например, терминал (персональный компьютер, карманный компьютер или мобильный телефон, или подобное).
Прежде всего, робот-собака 1 снабжен обонятельной системой 300, включающей в себя блок 100 обнаружения, блок 30 вывода данных о событии и блок 40 мониторинга угроз. Блок 100 обнаружения обнаруживает информацию о соотношениях химических веществ, относящихся к химическим веществам, включенным во флюид (в настоящем варианте реализации, внешний воздух 19) в множестве точек отбора проб. В настоящем варианте реализации блок 100 обнаружения включает в себя IMS датчик и иногда обозначается далее как "блок IMS". Блок 30 вывода данных о событии определяет (оценивает) и выводит данные о возникновении события и о причине возникновения события из изменения в связанной с химическим веществом информации, полученной в соответствующих точках отбора проб. Блок 40 мониторинга угроз работает параллельно с блоком 3 вывода данных о событии. Если химическое вещество представляет собой угрозу или причина возникновения события представляет собой угрозу, информация сигнала тревоги, которая может быть распознана, по меньшей мере, визуально или на слух, например, предупреждение посредством звука или света, может быть выведена блоком 59 испускания сигнала тревоги.
Относящаяся к химическому веществу информация, обработанная обонятельной системой 300, представляет собой информацию, которая изменяется (варьируется) в соответствии с присутствием химических веществ. В блоке 100 обнаружения информация, включающая в себя спектр и/или спектральные признаки, выводится, как описано выше, как IMS данные 115. У этого робота-собаки 1 левая и правая ноздри 12L и 12R носа 11 на передней поверхности 10 головного участка 2 представляют собой отверстия для отбора проб, и блок 100 обнаружения размещается позади носа 11.
Что касается других функций робота-собаки 1, то, прежде всего, робот-собака 1 включает в себя блок 500 перемещения, обеспечивающий перемещение робота-собаки 1 в любом выбранном направлении посредством перемещения участка 5 лапы. С использованием центрального блока 55 управления (CCU) можно обеспечить для робота-собаки 1 поворот и перемещение в направлении возникновения события, полученном блоком 30 вывода данных о событии.
Робот-собака 1 дополнительно включает в себя блок 60 получения дополнительной информации, который получает дополнительную информацию 69 о событии, включающую в себя, по меньшей мере, одно из изображения или звука для направления возникновения события, местоположения этого робота, пеленга на направление возникновения, направления движения флюида и данных об окружающей среде вокруг или на периферии этого робота. Робот-собака 1 включает в себя блоки 61L и 61R получения изображений, которые получают левое и правое изображения в положениях левого и правого глаз на головном участке 2. Блоки 61L и 61R получения изображений могут получать не только трехмерные изображения в диапазоне видимого света, но также могут получать и трехмерные изображения в диапазоне инфракрасного света и, поэтому, имеют возможность видеть в темноте. Блоки 61L и 61R получения изображений могут также быть снабжены другими возможностями, включая возможность измерения рас
стояния. Робот-собака 1 также включает в себя микрофоны 62L и 62R, которые получают левый и правый звук (то есть, стереозвук) в положениях левого и правого ушей 13 на головном участке 2. Робот-собака 1 может перемещать головной участок 2 вверх, вниз, налево и направо относительно участка 4 туловища посредством приводного устройства 15, предоставленного на участке 3 шеи. Соответственно, ориентируя головной участок 2 в направлении возникновения события, имеется возможность получать изображения и звуки в направлении возникновения события.
Кроме того, робот-собака 1 включает в себя блок 63 GPS и может включать глобальное местоположение робота-собаки 1 в дополнительную информацию 69 о событии. Робот-собака 1 включает в себя блок 64 измерения параметров среды, который включает в себя направление ветра, температуру и влажность, и может включать такую информацию в дополнительную информацию 69 о событии.
Робот-собака 1 дополнительно включает в себя блоки 200, 201 и 210 связи различного типа, которые передают информацию о событии, включающую в себя возникновение события, на периферию. Вначале, участок 7 хвоста робота-собаки 1 формирует блок 200 RF связи, который использует ЕМ и AM частотные диапазоны. Левое и правое уши 13 формируют блок 201 MIMO связи для передачи и приема больших количеств информации. Кроме того, нос 11 формирует интерфейс 211 направленной связи с блоком 210 направленной связи, размещаемым позади носа 11. Интерфейс 211 направленной связи включает в себя полупроводниковый лазер для лазерной связи, LED для связи в диапазоне видимого света, светоприемный блок, ультразвуковой излучающий аппарат для ультразвуковой связи и микрофон. Посредством перемещения привода 15 участка 3 шеи имеется возможность ориентировать интерфейс 211 направленной связи в желаемом направлении и ограничить пределы связи, что способствует повышению точности связи. Это также облегчает сохранение секретности обмениваемой информации.
С помощью таких блоков 200, 201 и 210 связи имеется возможность осуществлять доступ к компьютерной сети, например, к локальной сети или к Интернету. Соответственно, робот-собака 1 может использовать разнообразные ресурсы, которые доступны в компьютерной сети. Как один пример, имеется возможность посылать IMS данные 115 через компьютерную сеть на определяющий причину сервер и получить причину возникновения события, используя внешние ресурсы. Поскольку с помощью блоков 200, 201, и 210 связи имеется возможность использовать внешние ресурсы для оценки причины возникновения, то имеется возможность улучшить точность оценки причины возникновения.
Кроме того, при использовании блоков 200, 201 и 210 связи робот-собака 1 обменивается информацией с другими роботами-собаками, чтобы определить источник события с помощью совместной работы, и, когда источник события представляет собой угрозу, имеется возможность противостоять такой угрозе. Совместно используя информацию относительно направления возникновения события с множеством роботов-собак 1, имеется возможность точно определить источник события. Кроме того, если источник события перемещается, то имеется возможность проследить такое перемещение или окружить источник.
Робот-собака 1 дополнительно включает в себя блок 400 вывода запаха, который выпускает химические вещества, которые являются источником определенного запаха. Помещая запах, который может идентифицировать робот-собака 1, в определенном заданном местоположении во время движения, становится возможным заставить робота-собаку 1, снабженного теми же самыми функциями, отслеживать данного робота-собаку 1. Посредством использования незначительного запаха, который люди не способны распознать, или запаха, который не сильно отличается от фонового запаха, имеется возможность косвенно информировать других роботов-собак 1 о пути движения, или о подобном, для робота-собаки 1.
На фиг. 2 показана блок-схема, показывающая общую структуру обонятельной системы 300. Обонятельная система 300 включает в себя блок 100 обнаружения, который получает связанную с химическим веществом информацию, относящуюся к химическим веществам, включенным во внешний воздух 19 в точке отбора проб, используя датчик первого типа, в настоящем варианте реализации IMS датчик 110, локальное запоминающее устройство 41 для хранения библиотеки 49, включающей в себя определяющие шаблоны 48, которые являются шаблонами, генерируемыми, когда определенные химические вещества были обнаружены IMS датчиком 110, соответственно, и блок 40 мониторинга угроз, который регулярно сравнивает связанные с химическим веществом данные (IMS данные) 115, полученные блоком обнаружения 100, с определяющими шаблонами 48 для целей мониторинга, включенными в библиотеку 41. Блок 40 мониторинга угроз включает в себя блок 42 сопоставления (блок сличения), который выводит данные информации о соответствии, когда полученные IMS данные 115 и какой-либо из определяющих шаблонов 48 для целей мониторинга соответствуют друг другу.
Определяющий шаблон 48 включает в себя спектральные признаки (спектральная сигнатура, спектральные характеристики и признаки), показывающие элементы в выходном спектре IMS датчика 110, включенные в IMS данные 115. Спектральные признаки включают в себя амплитуду спектральных пиков, ширину спектральных пиков и наклон спектральных пиков, интервал спектральных пиков, число спектральных пиков, относительный сдвиг положений спектральных пиков вследствие изменений в условиях обработки, точки разрывов спектра, зависимость Vcomp от Vrf и т.п., но не ограничиваются этим.
Блок 42 сопоставления может извлечь определенное число параметров, соответствующих спектральным признакам определяющих шаблонов 48, из выходного спектра, включенного в IMS данные
115, и сопоставить или сличить такие параметры относительно спектральных признаков в библиотеке 49. Кроме того, блок 42 сопоставления может синтезировать спектры с целью сопоставления по спектральным признакам в библиотеке 49, и сопоставить определяющие шаблоны 48 и IMS данные 115 с использованием, например, методики сопоставления с шаблоном.
Обонятельная система 300 дополнительно включает в себя блок 30 вывода данных о событии, который выводит данные о возникновении события и причине возникновения события по изменению полученных IMS данных (связанные с химическим веществом данные) 115, и блок 42 сопоставления работает с блоком 30 вывода данных о событии в соответствии с разделением по времени (совместным использованием времени) или параллельно. Обонятельная система 300 также включает в себя блок 45 автоматического обновления, который автоматически обновляет определяющие шаблоны 48, хранимые в библиотеке 49 в локальном запоминающем устройстве 41, через блок 200 связи (другие блоки 201 или 210 связи также могут быть использованы, но блок 200 связи используется как представительный пример в нижеследующем описании). Обонятельная система 300 также включает в себя блок 50 хранения пробы, который герметизирует внешний воздух 19, полученный из точки отбора проб, в капсуле 159 хранения пробы.
Прежде всего, блок 100 обнаружения включает в себя IMS датчик 110, который совместно используется левой и правой ноздрями 12L и 12R. Блок 100 обнаружения включает в себя IMS датчик 110, который совместно используется между множеством точек отбора проб 12R и 12L, блок 120 подачи, который подает флюид (в настоящем варианте реализации, воздух (внешний воздух 19)) из множества точек отбора проб 12R и 12L на IMS датчик 110 в соответствии с разделением по времени, и блок 50 хранения пробы, который может герметизировать и сохранять внешний воздух 19 в капсуле 159 хранения пробы. IMS датчик 110 может быть установлен отдельно в левой и правой ноздрях 12L и 12R.
IMS датчик 110 включает в себя ионизирующий блок 111, который ионизирует химические вещества, включенные во втянутый внешний воздух 19, используя радиационное излучение, свет, электрическое поле или подобное, управляющий фильтр 112 электрического поля, который управляет движением ионизированных химических веществ, и блок 113, который выводит IMS данные 115 как информацию, относящуюся к химическим веществам, включенным во внешний воздух 19, из объемов перемещения ионизированных химических веществ.
Блок 120 подачи включает в себя всасывающий вентилятор (всасывающий насос) 128 для втягивания внешнего воздуха 19 из левой и правой ноздрей 12L и 12R, которые являются точками отбора проб, и выпуска внешнего воздуха 19 из выпускной отдушины 129 и протоков 130L и 130R, которые проводят внешний воздух 19 из левой и правой ноздрей 12L и 12R к IMS датчику 110 в соответствии с разделением по времени. Левый и правый протоки 130L и 130R имеют одну и ту же конструкцию, и каждый включает в себя камеру всасывания 121, гибкий соединитель 122, подающую трубу 123, которая подает внешний воздух 19 на датчик IMS 110, обходную трубу 124, которая обходит подающую трубу 123, и выпускную трубу 125 для выпуска воздуха от IMS датчика 110. Подвижный (гибкий) соединитель 122 предоставляется, чтобы изменить ориентацию левой и правой ноздрей 12L и 12R носа, которые являются точками отбора проб, приблизительно на ±15° (это не является ограничением) в направлениях вверх, вниз, налево и направо. Соответственно, имеется возможность изменить ориентацию точек 12L и 12R отбора проб без перемещения участка 3 шеи.
Запорная заслонка 126 предоставляется и в левой, и в правой ноздрях 12L и 12R и может отсоединять блок 100 обнаружения от внешнего воздуха 19. Заслонки 127a-127d предоставляются на подающей трубе 123, обходной трубе 124 и выпускной трубе 125 так, чтобы эти трубы могли быть разделены. Блок 100 обнаружения дополнительно включает в себя блок 135 управления, который управляет такими заслонками 126 и 127a-127d и IMS датчиком 110.
Например, когда втягивается и анализируется внешний воздух 19 из левой ноздри 12L, заслонки 127a-127d правого протока 130R закрыты, а заслонки 127a-127d левого протока 130L открыты, чтобы очищать каналы. Затем, заслонки 127a-127d правого протока 130R закрываются, и химические вещества, включенные во внешний воздух 19, втянутые из левой ноздри 12L, обнаруживаются IMS датчиком 110. IMS данные 115 подаются на блок вывода 30 данных о событии и блок 40 мониторинга угроз.
Если событие и угроза не были обнаружены в блоке 30 вывода данных о событии и блоке 40 мониторинга угроз, воздух втягивается и анализируется таким же образом, как описано выше, из правой ноздри 12R.
Если событие было обнаружено блоком 30 вывода данных о событии, но причина события не может быть распознана, то имеется возможность того, что химические вещества, включенные во внешний воздух 19, являются неподтвержденными или это вещества, для которых нет аналитической записи в IMS датчике 110. Соответственно, до начала анализа правой ноздри 12R блок 135 управления открывает заслонку 155, которая отсоединяла обходную трубу 124 и блок 50 хранения пробы, и имеет внешний воздух 19, накопленный в обходной трубе 124, герметизированной блоком 50 хранения пробы в капсуле 159 хранения пробы. Капсула затем сохраняется через маршрут 162 выпуска капсулы в накопитель 160. Внешний воздух 19, герметизированный в капсуле 159 хранения пробы, хранящейся в накопителе 160, анализируется затем с использованием IMS датчика 110 того же самого типа и массовым анализатором
высокой точности, или подобным, подходящего типа и добавляется затем к базе данных химических веществ. Исполняя такой тип обработки, имеется возможность последовательно анализировать химические вещества, которые IMS датчик 110, предоставленный в роботе, был не способен проанализировать во время отбора пробы.
Блок 50 хранения пробы может автоматически сохранять пробу в капсуле 159, как описано выше, или может хранить пробу в капсуле 159 в соответствии с командой (удаленной командой) от пользователя. Например, имеется возможность регулярно подтверждать функционирование блока 100 обнаружения и/или регулярно отбирать пробы в окружающей среде, в которой робот-собака 1 помещен, и сохранять результаты как исторический отчет.
Блок 30 вывода данных о событии включает в себя блок 31 мониторинга события, который определяет или находит причину события в соответствии с изменениями IMS данных 115 внешнего воздуха 19, отобранного в соответствующих левой и правой точках 12L и 12R отбора проб, и также блок 32 оценки причины. Изменение IMS данных 115, которые являются связанной с химическим веществом информацией, означает, по меньшей мере, одно из изменения химических веществ или изменения концентрации химических веществ, включенных во внешний воздух 19 в точках 12L и 12R отбора проб. Блок 31 мониторинга события сравнивает IMS данные 115 для предшествующего отбора пробы и IMS данные 115 для текущего отбора пробы и определяет, что событие произошло, когда различие превышает заранее установленный порог в блоке 31 мониторинга события.
"Событие" в таком случае включает в себя различные ситуации, например, выпуск нового химического вещества во внешний воздух 19 и выпуск большого количества химических веществ во внешний воздух 19. Примеры событий включают в себя размещение чего-либо с запахом, появление чего-либо с сопровождающим запахом и событие, сопровождаемое запахом. В данном случае выражение "запах (аромат)" не ограничивается запахами, которые могут почувствовать люди, и может включать в себя химические вещества, включенные во внешний воздух 19 с концентрацией, которая может быть обнаружена IMS датчиком 110. Выражение "что-либо, сопровождаемое запахом" включает в себя опасные вещества, например, загрязняющие вещества, взрывчатые вещества и наркотики, и живые существа, например, людей. Выражение "событие, сопровождаемое запахом" включает в себя стрельбу и огонь.
Кроме того, блок 30 вывода данных о событии определяет направление возникновения события относительно робота-собаки 1. Блок 30 вывода данных о событии может определять направление возникновения события, получая стереоинформацию обнаружения химического вещества. По временному различию и/или различию концентрации между химическими веществами, обнаруживаемыми в множестве точек отбора проб, и по трехмерному позиционному соотношению множества точек отбора проб имеется возможность определить (оценить) направление возникновения события. Хотя левая и правая ноздри 12L и 12R носа в роботе-собаке 1 используются как точки отбора проб, также имеется возможность предоставить точки отбора проб в более отдаленных положениях. Например, устанавливая или добавляя отверстия ушей 13 как точки отбора проб, имеется возможность улучшить точность для направления возникновения события в направлении вверх-вниз.
Позиции, где предоставляются точки отбора проб для распознавания химических веществ, не ограничиваются головным участком 2 и могут быть предоставлены в других местоположениях, например, они могут быть предоставлены на участке 4 туловища или они могут быть предоставлены на участке 6 огузка, например. Кроме того, блок 100 обнаружения вещества, предоставленный на роботе-собаке 1, не ограничивается единственным блоком, и такие блоки могут быть отдельно предоставлены на головном участке 2, участке 4 туловища и участке 6 огузка.
Блок 32 оценки причины включает в себя базу данных, хранящую различные шаблоны, соответствующие IMS данным 115, и может анализировать IMS данные 115 с использованием методики анализа, например, методики сопоставления с шаблоном и оценки причины IMS данных 115, или по их изменениям. Кроме того, блок 32 оценки причины может получить причину возникновения события, или причины возникновения события, посылая IMS данные 115 через блок связи 200 на внешние ресурсы аппаратных средств, например, на анализирующий сервер. Робот-собака 1 может приближаться к источнику события и получать IMS данные 115, соответствующие химическим веществам более высокой концентрации. Соответственно, имеется возможность улучшить точность оценки причины возникновения события.
Кроме того, блок 32 оценки причины улучшает точность оценки причин события посредством использования дополнительной информации 69 о событии, например, изображений и звука в направлении события, которые могут быть получены посредством блока 60 получения дополнительной информации. Возможно также ограничить пределы поиска шаблона в IMS данных 115, используя дополнительную информацию 69 о событии, например, изображения и звук, и, тем самым, уменьшить продолжительность обработки для оценки причины события.
Блок 40 мониторинга угроз работает параллельно с блоком 30 вывода данных о событии. Если функции блока 30 вывода данных о событии и функции блока 40 мониторинга угроз реализуются совместно используемым процессором (центральным процессором), то совместно используемый процессор может использоваться в соответствии с разделением по времени. Кроме того, если блок 30 вывода данных о событии и блок 40 мониторинга угроз монтируются на реконфигурируемой микросхеме, если
имеются достаточные ресурсы, то такие блоки могут быть смонтированы так, чтобы работать параллельно, но если ресурсов недостаточно, то такие блоки могут быть смонтированы так, чтобы работать в соответствии с разделением по времени.
Блок 40 мониторинга угроз включает в себя локальное запоминающее устройство 41, которое хранит библиотеку 49, включающую в себя определяющие шаблоны 48, которые являются информацией, имеющей непосредственно элементы подлежащих поиску химических веществ, сравниваемые с IMS данными 115, и/или множество характерных параметров (спектральные признаки) для облегчения сопоставления, производимого преобразованием (обратным преобразованием) непосредственно сравниваемой информации, и блок 42 сопоставления (блок сличения), который регулярно сопоставляет определяющие шаблоны 48 и IMS данные 115 в соответствии с методикой анализа, например, методикой сопоставления с шаблоном. Типичный пример информации, которая может быть непосредственно сравнена или сопоставлена с IMS данными 115, - это данные (IMS данные), произведенные или сгенерированные IMS датчиком 110, обнаруживающим химическое вещество, которое является целью поиска или запахом (ароматом) от самой цели поиска. При определении или суждении, что определяющий шаблон 48 и IMS данные 115 соответствуют друг другу или что определяющий шаблон 48 включен в IMS данные 115, блок 42 сопоставления выводит данные информации 44 о соответствии и принимает контрмеру, например, выводит сигнал тревоги.
Представительные примеры целей, для которых определяющие шаблоны 48 сохраняются в библиотеке 49 непрерывного поиска и подвергаются регулярному или непрерывному поиску (мониторингу), это токсичные вещества, которые представляют угрозу для людей, взрывчатые вещества, оружие, препараты, например, запрещенные наркотики, преступники, которые отслеживаются, и без вести пропавшие. Сохраняя IMS данные 115, выводимые, когда IMS датчик 110 обнаружил уникальные запахи таких целей поиска заранее в локальном запоминающем устройстве 41, для робота-собаки 1 имеется возможность найти цели поиска за более короткое время и намного более эффективно.
Число типов или вариантов химических веществ, представляющих угрозу, которая должна быть немедленно обнаружена, не столь велико. Также имеется возможность сузить причины угроз, которым можно противостоять посредством робота-собаки 1, в соответствии с целью мобилизации, местоположением, и т.п. робота-собаки 1. С другой стороны, когда обнаружение должно быть немедленным, то время обработки, требуемое для сравнения выходных данных, которые отличаются в соответствии с типом датчика для обнаружения химических веществ (в настоящем варианте реализации, IMS датчик 110), с универсальной базой данных, может оказаться фатальным. В этой обонятельной системе 300 библиотека 49, которая хранит определяющие шаблоны 48, которые могут быть непосредственно сравнены с выходными данными (IMS данными 115) IMS датчика 110, используемого для обнаружения химических веществ, или могут быть сравнены только извлечением признаков, хранится в локальном запоминающем устройстве 41, например, в кэш-памяти, которая имеет короткое время доступа. Соответственно, обращаясь к библиотеке 49, для блока 42 сравнения имеется возможность определить риск возникающей угрозы за короткое время. Кроме того, ограничивая число определяющих шаблонов 48, хранимых в библиотеке 49, имеется возможность хранить определяющие шаблоны 48 в библиотеке 49 с форматом данных, который облегчает сравнение с IMS данными 115.
Например, предоставляя несжатые определяющие шаблоны 48 в библиотеке 49, имеется возможность исключить время, требуемое для разжатия. Кроме того, поскольку имеется возможность сократить время и ресурсы, требуемые для обработки блоком 42 сопоставления, то становится проще выполнять параллельную обработку или обработку с разделением по времени с другими процессами, например, с обработкой блоком 32 оценки причины или подобным. Соответственно, для блока 40 мониторинга угроз имеется возможность регулярно определять риск присутствия угрозы за короткое время.
Блок 45 автоматического обновления автоматически заменяет определяющие шаблоны 48, хранимые в библиотеке 49 для непрерывного мониторинга. Блок 45 автоматического обновления может обновлять определяющие шаблоны 48 в библиотеке 49 на основании причины возникновения события, полученной блоком 30 вывода данных о событии. Блок 45 автоматического обновления может определять или интерпретировать текущее состояние из причины возникновения события и/или из изображений и/или звука вокруг аппарата, включенных в дополнительную информацию 69 о событии, и также из изображений, звука и т.п. в направлении возникновения события и из обновления определяющих шаблонов 48 в библиотеке 49. Когда блок, который получает другую дополнительную информацию о событии, также включен, блок 45 автоматического обновления может обновлять определяющие шаблоны 48 на основании другой дополнительной информации о событии.
Обновляя определяющие шаблоны 48, сохраняемые в библиотеке 49, на основании состояния, встретившегося роботу-собаке 1, имеется возможность обнаруживать угрозы намного надежнее. Кроме того, автоматически обновляя определяющие шаблоны 48, хранимые в библиотеке 49, становится возможным ограничить до известной степени количество определяющих шаблонов 48, хранимых в библиотеке 49. Соответственно, время, требуемое для поиска угрозы, может быть дополнительно сокращено.
Например, если одно химическое вещество, включенное в определяющие шаблоны 48, было распознано, то имеется возможность автоматически обновить определяющие шаблоны 4 8 так, чтобы вклю
чить другие химические вещества, которые могут представлять опасность, вызывая химическую реакцию с распознанным химическим веществом, реагирующие элементы, для которых энергия или теплота реакции являются чрезвычайно опасными, и т.п. в определяющие шаблоны 48. Кроме того, если одно химическое вещество, включенное в определяющие шаблоны 48, было распознано (сопоставлено) и увеличение пропорции такого химического вещества несет за собой риск возникновения опасной химической реакции, то имеется возможность обновить определяющие шаблоны 48 так, чтобы часто проверять концентрацию такого химического вещества.
На фиг. 3 показана типичная блок-схема последовательности операций при управлении обонятельной системой 300. Такое управление может быть предоставлено через компьютерную сеть или может быть записано на носитель записи в виде программы (программный продукт).
На этапе 701 IMS датчик 110 блока 100 обнаружения выполняет отбор пробы во множестве точек отбора проб и выводит IMS данные 115. До или после такого процесса, или параллельно с ним, на этапе 702 блок 60 получения дополнительной информации получает дополнительную информацию 69.
На этапе 703 IMS данные 115, полученные отбором пробы, и определяющие шаблоны 48 для целей мониторинга, включенные в библиотеку 49 локального запоминающего устройства 41, регулярно сравниваются и сопоставляются блоком 40 мониторинга угроз. Если на этапе 704 IMS данные 115 и определяющий шаблон 48 для мониторинга соответствуют друг другу, на этапе 705 информация 44 о соответствии выводится. На этапе 705, поскольку была обнаружена угроза, это обычно приводит к выводу сигнала тревоги. Как описано выше, нагрузка при обработке блоком 40 мониторинга угроз низка. Соответственно, такая обработка может быть назначена как часть возможностей обработки центральным блоком 55 управления, который включает в себя центральный процессор и запоминающее устройство, может быть предоставлен специализированный процессор или может быть предоставлена система обработки, которая параллельно выполняет множество операций, включая мониторинг угроз.
Кроме того, параллельно, или в соответствии с разделением по времени, с описанным выше процессом мониторинга угроз на этапе 711 блок 30 вывода данных о событии проверяет возникновение события из (используя, на основании) изменений IMS данных 115. Если, параллельно с, или до и после проверки события, блок 45 автоматического обновления определяет или находит на этапе 712, что необходимо обновить определяющие шаблоны 48 на основании дополнительной информации 69 о событии, на этапе 713 определяющие шаблоны 48 обновляются. Имеется возможность обновить определяющие шаблоны 48 при сохранении местоположения и состояния, подлежащих мониторингу роботом-собакой
Если событие было обнаружено на этапе 711, на этапе 721 блок 32 оценки причины определяет причину возникновения события на основании IMS данных 115. Если центральный блок 55 управления определяет на этапе 722, что требуется поддержка от ресурсов, например, от внешнего сервера, на этапе 723 информация о событии передается вместе с дополнительной информацией о событии через блок 200 связи и т.п. во внешнюю среду. Через блок 200 связи информация о возникновении события, включающая в себя полученные IMS данные 115, может быть передана, и причина возникновения события или причины возникновения события могут быть получены от внешнего сервера или от чего-либо подобного.
При определении на этапе 724 того, что необходимо обновить определяющие шаблоны 48 на основании причины возникновения события или причин возникновения события, на этапе 725 блок 45 автоматического обновления автоматически обновляет определяющие шаблоны 48, хранимые в библиотеке 49 локального запоминающего устройства 41, через блок 200 связи. Обновляемые определяющие шаблоны 48 могут быть предоставлены через блок 200 связи вместе с причиной возникновения события от внешнего сервера, или контроллера, или чего-либо подобного в роботе-собаке 1.
Если на этапе 726 причина возникновения события не была установлена, на этапе 727 центральный блок 55 управления герметизирует флюид в точке отбора проб в капсулу 159 хранения пробы блоком 50 хранения пробы.
Таким образом, одна характеристика робота-собаки 1 с возможностью обоняния заключается в том, что собака сконфигурирована так, чтобы иметь приоритет в выполнении обработки для чрезвычайно опасных веществ и/или ядов, например, взрывчатых веществ, ядовитого газа и вредных веществ, так, чтобы было возможно реагировать на чрезвычайные обстоятельства, останавливая общий анализ и выполняя приоритетную обработку.
Кроме того, робот-собака 1 снабжен блоком 40 мониторинга угроз, который функционирует независимо, как специализированный блок предсказания опасности, и непрерывно контролирует условия, которые могут представлять угрозу. Когда база данных химических веществ для целей поиска представленного робота-собаки 1 была загружена в локальное запоминающее устройство 41, но встретилось незарегистрированное химическое вещество, то имеется возможность обратиться к удаленно расположенным глобальным данным либо независимо, либо через блок 32 оценки причины.
Робот-собака 1 с возможностью обоняния может переключаться между множеством режимов в соответствии с командами от контроллера. Блок 40 мониторинга угроз может быть использован при анализе химических веществ, которые являются целями поиска и веществами той же самой системы, и при наличии базы данных поиска (библиотеки) 49 в локальном запоминающем устройстве 41 робота-собаки
1 для блока 42 сравнения имеется возможность обратиться к базе данных за короткое время. База данных
49 использует RD структуру, где возможен поиск с использованием множества ключей, и имеется возможность использовать конструкцию, где подобные химические вещества, промежуточные реагенты, которые являются восприимчивыми к химическим изменениям, и побочные продукты, или подобное, располагаются между собой на коротких расстояниях в пространстве поиска.
Кроме того, если отсутствует регистрация в глобальных данных, робот-собака 1 может через блок
50 хранения пробы зарегистрировать вещество как новое химическое вещество. Таким образом, если причина не может быть определена, вместо того, чтобы просто выпустить внешний воздух 19 из блока 100 обнаружения вещества, внешний воздух переключается на блок 50 хранения пробы и сохраняется в капсуле 159. Делая так и сопоставляя результаты анализа существующего анализирующего аппарата в более позднее время, и впоследствии регистрируя результат, имеется возможность улучшить качество базы данных, используемой для определяющих шаблонов 48, используемых для определения угроз. Для создания обширной базы данных, включающей в себя определяющие шаблоны 48 с соответствующим качеством, такая автоматизированная система чрезвычайно важна. Для эффективного расширения или создания базы данных для IMS датчика предпочтительно строить правила для сопоставления различных данных, произведенных, когда результаты анализа существующих масс-спектрометрических аппаратов и т.п. сравниваются с результатами анализа, используя IMS, или для исключения и компенсации таких различий. Накапливая статистические данные таким образом, построение базы данных, включая автоматическое генерирование определяющих шаблонов для IMS датчика, может быть автоматизировано.
Если обнаруживается новое химическое вещество, робот-собака 1 с возможностью обоняния может временно регистрировать вещество через сеть в глобальной памяти. С этим способом, если вещество определяется позже, выполняя анализ компонентов, то выполняется надлежащая регистрация. Сигнатура химического вещества регистрируется, и вещества оцениваются, используя данный алгоритм оценки. Такая оценка использует конфигурацию, в которой алгоритм и обоснование оценки (правила) модифицированы, чтобы улучшить точность, используя статистическую обработку и результаты определения реальных веществ. Это обозначается как оценка и познание химических веществ и вносит вклад в сокращение времени, требуемого людям для определения химических веществ. Иначе говоря, это вносит вклад в продвижение от полуавтоматического алгоритма до полностью автоматического алгоритма. Для увеличения точности оценки и эффективности познания чрезвычайно важно обнаружить не только информацию о сигнатуре цели поиска, но также и другую информацию в таком местоположении, например, о влажности и температуре и факторах, которые попадают в промежуток между фактическими результатами анализа и аналогиями, включающими в себя корреляцию с другими сигнатурами, присутствующими в таком местоположении.
Следует отметить, что хотя обонятельная система 300, установленная в роботе-собаке 1, была описана выше как пример робота, который может перемещаться независимо, обонятельная система 300 может быть установлена в подвижном аппарате, например, в роботе другого типа или мобильном терминале, или в чем-либо подобном (что включает в себя мобильные телефоны), или в неподвижном аппарате. Кроме того, хотя описанная выше обонятельная система 300 включает в себя множество точек отбора проб, система может обнаруживать химические вещества, включенные во внешний воздух 19, забранный в единственной точке отбора проб.
Кроме того, хотя робот-собака 1 представляет собой один пример робота, который может перемещаться по земле, робот может быть роботом-птицей или роботом, который может плавать или летать в воздухе. Кроме того, робот может быть роботом, который перемещается над или под поверхностью моря. Кроме того, хотя выше как пример был описан робот, включающий в себя функцию обнаружения химических веществ в газе, робот может включать в себя функцию обнаружения химических веществ, включенных в воду или в море. Кроме того, функция для мониторинга угроз может быть установлена в мобильном информационном терминале вместе с IMS датчиком 110 и т.п., может быть установлена в перемещающемся теле, например, автомобиле, самолете или на судне, может быть установлена для домашнего применения и/или может быть установлена в продукте безопасности для защиты дома или постройки другого рода.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Аппарат для обнаружения химических веществ, содержащий
блок обнаружения, сконфигурированный с возможностью обнаружения неопределенного химического вещества, включенного во флюид в точке отбора проб, и получения соответствующей связанной с химическим веществом информации, относящейся к упомянутому неопределенному химическому веществу, с использованием спектрометрического датчика, такого как датчик подвижности ионов или аппарат массовой спектрометрии;
блок связи, сконфигурированный с возможностью осуществления связи с внешней средой беспроводным образом или через провода;
локальное запоминающее устройство, сконфигурированное с возможностью хранения библиотеки
обнаружения угроз, включающей в себя определяющий шаблон для целей мониторинга, сгенерированный внешним ресурсом обработки данных, когда определенное химическое вещество, которое является причиной угрозы, обнаружено спектрометрическим датчиком; и
процессор, сконфигурированный с возможностью исполнения первого процесса и второго процесса параллельно или в соответствии с разделением по времени,
причем процессор сконфигурирован с возможностью во время первого процесса
регулярно сравнивать упомянутую связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения, и упомянутый определяющий шаблон для целей мониторинга, включенный в библиотеку обнаружения угроз, и
выводить данные информации о соответствии, когда полученная связанная с химическим веществом информация и определяющий шаблон для целей мониторинга соответствуют друг другу,
причем процессор сконфигурирован с возможностью во время второго процесса
определять, что произошло событие, относящееся к запаху, который испускается по меньшей мере одним химическим веществом, на основании изменения химической составляющей и изменения концентрации обнаруженных химических веществ, включенных в связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения;
передавать через блок связи связанную с химическим веществом информацию во внешний ресурс обработки данных, чтобы запрашивать поддержку в анализе упомянутой связанной с химическим веществом информации;
получать от внешнего ресурса обработки данных через блок связи информацию, указывающую причину возникновения события, которая получена в результате анализа, выполненного внешним ресурсом обработки данных, и включает в себя информацию о химических веществах, обнаруженных внешним ресурсом обработки данных из упомянутой связанной с химическим веществом информации, и/или информацию о причине вывода данных об обнаруженных химических веществах, которая определена внешним ресурсом обработки данных, и
выводить данные упомянутой определенной информации о том, что произошло событие, и информации, полученной от внешнего ресурса обработки данных.
2. Аппарат по п.1, причем процессор сконфигурирован с возможностью получать упомянутый определяющий шаблон химического вещества, которое представляет собой угрозу, на основании причины возникновения события через блок связи от внешнего ресурса обработки данных и обновлять библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.
3. Аппарат по п.1 или 2, дополнительно содержащий блок, сконфигурированный с возможностью получения дополнительной информации о событии, включающей в себя изображения и/или звук вокруг аппарата, и причем процессор сконфигурирован с возможностью интерпретировать состояние на основании изображений и/или звука, включенных в дополнительную информацию о событии, получать через блок связи от внешнего ресурса обработки данных определяющий шаблон, включающий в себя элементы запаха, который представляет собой угрозу в интерпретируемом состоянии, и обновлять библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.
4. Аппарат по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий блок хранения пробы, сконфигурированный с возможностью, когда причина возникновения события не установлена, герметизации флюида в точке отбора проб в капсуле хранения.
5. Способ обнаружения химических веществ, который выполняется аппаратом по п.1, включающим в себя блок обнаружения, обнаруживающий неопределенное химическое вещество, включенное во флюид в точке отбора проб, и получающий соответствующую связанную с химическим веществом информацию, относящуюся к упомянутому неопределенному химическому веществу, с использованием спектрометрического датчика, такого как датчик подвижности ионов или аппарат массовой спектрометрии; блок связи, который осуществляет связь с внешней средой беспроводным образом или через провода; локальное запоминающее устройство, хранящее библиотеку обнаружения угроз, включающую в себя определяющий шаблон для целей мониторинга, сгенерированный внешним ресурсом обработки данных, когда определенное химическое вещество, которое является причиной угрозы, обнаружено спектрометрическим датчиком; и процессор, причем процессор исполняет, параллельно или в соответствии с разделением по времени, первый процесс и второй процесс,
причем первый процесс включает в себя
регулярное сравнение связанной с химическим веществом информации, полученной блоком обнаружения, и упомянутого определяющего шаблона для целей мониторинга, включенного в библиотеку обнаружения угроз, и
вывод данных информации о соответствии, когда полученная связанная с химическим веществом информация и определяющий шаблон для целей мониторинга соответствуют друг другу; и причем второй процесс вывода данных включает в себя
определение, что произошло событие, относящееся к запаху, который испускается по меньшей мере
одним химическим веществом, на основании изменения химической составляющей и изменения концентрации обнаруженных химических веществ, включенных в связанную с химическим веществом информацию, полученную блоком обнаружения;
передачу через блок связи связанной с химическим веществом информации во внешний ресурс обработки данных, чтобы запрашивать поддержку в анализе упомянутой связанной с химическим веществом информации;
получение от внешнего ресурса обработки данных через блок связи информации, указывающей причину возникновения события, которая получена в результате анализа, выполненного внешним ресурсом обработки данных, и включает в себя информацию о химических веществах, обнаруженных внешним ресурсом обработки данных из упомянутой связанной с химическим веществом информации, и/или информации о причине вывода данных об обнаруженных химических веществах, которая определена внешним ресурсом обработки данных; и
вывод данных упомянутой определенной информации о том, что произошло событие, и информации, полученной от внешнего ресурса обработки данных.
6. Способ по п.5, дополнительно содержащий этапы, на которых процессор получает определяющий шаблон химического вещества, которое представляет собой угрозу, на основании причины возникновения события через блок связи от внешнего ресурса обработки данных и обновляет библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.
7. Способ по п.5 или 6, дополнительно содержащий этапы, на которых
процессор получает дополнительную информацию о событии, включающую в себя изображения и/или звук вокруг аппарата, и
процессор интерпретирует состояние на основании изображений и/или звука, включенных в дополнительную информацию о событии, получает через блок связи от внешнего ресурса обработки данных определяющий шаблон, включающий в себя элементы запаха, который представляет собой угрозу в упомянутом состоянии, и обновляет библиотеку обнаружения угроз в локальном запоминающем устройстве, используя полученный определяющий шаблон.
8. Носитель записи, содержащий программу, исполняемую аппаратом по п.1, для осуществления способа по п.5.
8.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025772
- 1 -
025772
- 1 -
025772
- 1 -
025772
- 1 -
025772
- 4 -
025772
- 13 -