本期話題：

00:30機器是怎樣學會像狗鼻子一樣嗅氣味的？

04:59智能嗅覺的兩大法寶：二維復合納米材料+AI技術

09:03全產業鏈自研與精準醫療：嗅覺傳感技術的健康愿景

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機器是怎樣學會像狗鼻子一樣嗅氣味的？

幻實（主播）：

歡迎大家關注芯片揭秘，我是主播幻實，今天我邀請到了一家專門做智能嗅覺傳感器平臺的公司——杭州匯馨傳感技術有限公司（以下簡稱：匯馨傳感）。現在坐在我旁邊的就是匯馨傳感的副總經理郭功劍。

匯馨傳感副總經理 郭功劍 做客芯片揭秘

郭功劍（嘉賓）：

大家好，我是匯馨傳感的郭功劍。

幻實（主播）：

郭總您好。之前我們一直在討論你們做了一個產品，讓機器具備了像狗鼻子一樣靈敏的功能，聽起來特別有意思，能不能跟我們講講你們選擇這個產品方向的原因？大家怎么想到要做這個產品？現在進展到什么程度了？

郭功劍（嘉賓）：

現在挺多的電子鼻用于環境監測，但是目前在醫療健康領域，或者食品檢測領域還是非常少的。現在很多的疾病檢測相對來說比較復雜，比如需要去醫院抽血或者做腸鏡等，體驗感很差，如果做肺結節的良惡性檢測可能會更糟糕，而且對于傳統的CT技術，它的判別的準確性也會受到很大的挑戰。這個時候需要有一種患者的依從性比較好的技術，能夠快速地判斷這個患者是否具有這種疾病。另外一個場景是在食品領域中，像白酒這種產品，生產過程中很多的質量管控都是靠人完成，但是這樣又會在過程中帶來很多的主觀因素，所以通過儀器來準確的判斷生產過程中的質量也有著非常強的需求。在這個大背景下，我們結合自己的創始團隊，一直在做納米新材料的研究，剛好這種材料在電子鼻領域又可以有很好的應用。所以結合這個大環境以及我們的技術背景，我們進入了這個賽道。

幻實（主播）：

就是基于有市場需求以及技術儲備進入了這個賽道。目前來看，你們的產品介紹中提到產品特性是超靈敏，這個“超”怎么來實現？到底有多靈敏？能不能量化一些為我們解讀一下。

郭功劍（嘉賓）：

超靈敏主要體現在它的探測下限上面，我們的產品可以檢測到PPB這個級別的有機性氣體跟無機性氣體，那PPB是什么概念呢？就是濃度為10-9的氣體。我們的產品可以像狗的鼻子一樣聞到很多濃度很低的氣體，這些氣體恰恰是很多場景里面標志性氣體，比方說人的呼出的氣里面有很多這種標志性氣體，它的濃度都是PPB這個級別的，或者像食品檢測里面的這種標志性氣體，它的濃度也是非常低，這個時候就需要這種超靈敏的技術很精準地感知到這個氣味，只有這樣才能精準地去判斷它。所以說我們的超靈敏主要體現在很精準地感知到這些濃度很低的氣體。

超靈敏智能嗅覺分析儀（圖源：匯馨傳感）

幻實（主播）：

超靈敏的實現來自于什么樣的一個技術突破呢？

郭功劍（嘉賓）：

我們主要用到了三個核心的技術，我們稱之為3T技術。第一個是我們的二維復合納米材料技術，我們是首家把二維復合納米材料作為氣體傳感器的敏感材料。它的比表面積就會很大，電子躍遷的速度也會很快，從而保證了我們這個超靈敏。現在市面上很多的MEMS的半導體氣體傳感器要對它進行加熱使用，而我們使用二維復合納米材料的傳感器在常溫下就可以檢測很多的有機的氣體，比方說像VOC這類有機性氣體，還有一些無機的氣體，像硫化氫、氨氣等。同時這個傳感器的功耗很低，所以以后可穿戴設備里面也可以用到我們這個傳感器。

GOS-100石墨烯嗅覺傳感器（圖源：匯馨傳感）

幻實（主播）：

我覺得以后如果在手表里裝一顆這樣的傳感器，對它吹口氣，我就能知道其中的氣體成分。不過這樣的話工程難度可能也很高，你們還有哪些核心技術可以提供解決方案呢？

郭功劍（嘉賓）：

第二個核心技術在于嗅覺傳感器芯片方面，例如封裝等技術上做的進一步的創新，包括我們的傳感器芯片的設計、設計出來之后芯片的加工工藝，包括芯片的封裝和測試。此外，在一個陣列的傳感器中，要保證每個傳感器之間的一致性，以及使用過程中的穩定性，需要用到很多質控的技術。我們摸索了很多年，形成了一整套的生產體系，其中也包括我們自己的質控體系。第三，我們充分利用了現在的人工智能的技術，開發了很多種基于不同應用場景的分析方法，同時也采集了很多的數據庫，就如剛才我給您介紹的很多種疾病，能判斷它們的前提是要讓這臺設備具備識別能力，就像小孩子一樣，你要教會它很多東西，所以你需要用數據不斷地去喂它。我們這么多年來采集了很多場景的數據，所以我們的儀器現在越學越智能，有些場景的檢測的準確性達到了93%甚至95%，所以說我們實現了超靈敏檢測，最核心的就是依靠我們的3T技術。

智能嗅覺的兩大法寶：二維復合納米材料+AI技術

幻實（主播）：

三個技術支撐了超靈敏的實現。然后回到材料，我看你們介紹你們的產品是始于材料，這個材料是怎樣的材料？怎么來理解它的特別性？

構建氣體識別數據庫（圖源：匯馨傳感）

郭功劍（嘉賓）：

這個就是剛才介紹我們3T技術里面的二維復合納米材料。使用我們所有的技術之前需要很精準地把氣味捕捉出來，這就需要依靠我們這種材料的二維的特性，其高離子遷移率、高的比表面積保證了很低濃度的氣體也能產生很強的信號，所以我們所有的創新，所有的性能檢測的保障，都是始于材料。

幻實（主播）：

這個材料的可獲得性強嗎？

郭功劍（嘉賓）：

這個材料其實市面上挺常見的，但是我們對這個材料進行了修飾。就像可口可樂一樣，雖然有很多配方，但我們這個核心配方是精心調配后的。

幻實（主播）：

本來是個大眾的產品，但在你們的調配下它變得特別了，符合你們的要求了。那請教一下郭總，我看你們對外宣傳說智能嗅覺要步入發展的快車道了，你們為什么會有這樣的結論和觀點？你們看到了什么樣的契機？跟我們再揭秘一下。

郭功劍（嘉賓）：

因為我們都是技術出身，所以會從事物的發展邏輯來看，現在有視覺的傳感器，然后還會有聲音的傳感器，所以也是需要嗅覺的傳感器來實現萬億種氣味的記錄跟數據化。

幻實（主播）：

對，視覺傳感器發展的已經非常成熟了，硅麥這幾年也上市了很多公司，但好像沒怎么看到關于嗅覺傳感器的。

郭功劍（嘉賓）：

從事物的發展本質來說，人的五覺最終會在儀器里面體現出來。現在AI技術的飛速進步帶動了我們嗅覺產業發展，因為我們嗅覺會用到很多的AI技術，同時我們很多新興的方向，比如剛才提到的呼氣測健康、食品檢測這些行業的需求也在逐漸增加，所以說嗅覺傳感器也插上了產業跟AI的翅膀，從事物發展本身看它會飛起來。另外從整個生態來看，現在加入嗅覺生態的企業越來越多，包括我們對外交流的、應用的、上游的，甚至下游的也會非常多，而且也有一個國際的巨頭公司Google加入到這里面來，它去年在Science上發表了一篇文章，介紹他們在嗅覺標準化方面所取得的突破性的進展。他們這些研究更偏理論方面，有這些理論基礎的奠定，以及這些行業巨頭公司的拉動，我相信整個生態也會更好地發展。那從產業本身的發展邏輯加整個生態的興旺情況，我們判斷智能嗅覺的春天是已經到來的。

芯片揭秘 主播幻實（右） 對話

匯馨傳感副總經理 郭功劍 （左）

幻實（主播）：

您覺得目前市面上大眾的傳感器在嗅覺監測上面有什么短板嗎？或者說迎合我們目前的行情需求，它還有什么不足？

郭功劍（嘉賓）：

現在的傳感器可能在單一氣體檢測中的應用會比較多一些，但是對混合氣體，比方說我呼出氣里面的主份是非常復雜的，或者很多工業場所里面氣體的主份也是混在了一起，很難實現嗅覺檢測。然后在另外一個層面，某一些食品檢測里面的一些標志性氣體的濃度很低，關鍵在于如何精準地捕捉。

現在傳統做法一般都是用半導體金屬氧化物的傳感器來實現，這種傳感器的工藝很成熟，但是它的檢測下限，也就是它能聞到的氣體濃度相對比較高，大約10-6，我們稱之為PPM，跟我們的傳感器下限10-9還差三個數量級，它聞不到很多有用的標志性氣體，也就說明抓取的東西都不準，后面的AI還怎么去訓練，怎么去學？還有一些具有金屬的納米材料的傳感器，它們對無機氣體的敏感性會差一點，而無機氣體恰恰是很多場景里面的標志性氣體，如果這些標志性氣體沒法敏感地被感知，這些傳感器的應用也會有問題。市面上也有一些電子鼻，但是它們是用單一的氣體傳感器去做的，單一的氣體傳感器在復雜的環境下做到精準的靶向檢測會是一個很大的挑戰。所以說，現在市面上的傳感器本身技術路線比較成熟，但是用到食品檢測、呼氣的健康診斷中會存在很大的一個挑戰。

全產業鏈自研與精準醫療：嗅覺傳感技術的健康愿景

幻實（主播）：

我已經聽得非常期待了，確實你們在數量級上面、全面性上面實現了一些跨維度的超越。但是我感覺你們的產品做得挺“重”的，因為我看了一下你們的這段話，始于材料，精于傳感，智于算法，綜于儀器，說明你們從材料到最終端的設備全部都是自我掌握，這個是一個很“重”的一件事，對你們來說會不會壓力太大了。

智能嗅覺解決方案（圖源：匯馨傳感）

郭功劍（嘉賓）：

也有很多行業的朋友問我，為什么整個產業鏈你們要自己做？最主要的一個原因，材料本身的配方是我們的核心，所以材料肯定要握在自己手里面。那這個材料怎么做到我們這個嗅覺芯片上？由于我們的技術屬于全球領先的，甚至在產業化方面我們也是全球首次把這種材料用到嗅覺芯片上，所以想找合作的伙伴可能也找不著，只能我們自己去做生產的工藝。不過我們在儀器本身的制造上有很多是外協的，比方說外殼的設計，PCBA安裝的過程，這些全都是外協來做，但是其中的核心算法仍掌握在自己的手里，因此只能自己去做很多核心的東西，所以可以看到整個鏈路相對比較長。

幻實（主播）：

對，因為一般人可能只做個傳感器就結束了，你們連設備都自己搞了，現在這個設備情況是怎么樣？跟我們講一下。

郭功劍（嘉賓）：

我們的設備現在有幾個大的方向在應用，首先我們在醫療領域布局了幾個發展方向，一個是免放射性元素，用于替代在幽門螺旋桿菌檢測中吃“小藥丸”的方法，目前在浙江大學附屬醫院里面已經在做臨床的應用研究，數據檢測效果還是不錯的。另外一個契機是浙江省的一個項目，做肺癌的呼吸診斷，也在浙大附屬醫院里面做臨床的應用研究。

幻實（主播）：

肺癌的人呼出來的氣是不一樣的。那這方面的準確率如何？能做到早篩嗎？

郭功劍（嘉賓）：

我們這方面的準確率也接近93%，可以實現早篩，只是建模會有所不一樣。輔助診斷跟早篩的模型會有所區別，目前我們輔助診斷的模型準確性還是非常不錯的，然后在醫療里面我們也做了一個呼吸道炎癥方面的檢測，目前跟一家國際的巨頭公司在合作，相關的可穿戴設備在未來應該也能看得見。除了在醫療這塊領域，我們在食品檢測領域也有設備在供應給一些企業使用，但里面涉及到一些保密的問題，我就不方便透露了。

幻實（主播）：

今天看到有一些做氣體傳感器的企業偏向于大宗的氣體，而咱們已經在尋求一些醫療診斷和生命健康的特種的市場，但這些回報周期其實蠻長的，你們是怎么做慢回饋、長周期的準備的？如果需要融資可以說一下，我們也有很多投資人聽我們欄目。

郭功劍（嘉賓）：

好的。我們現在是兩條腿走路，未來的最大的市場開拓空間絕對是在院端，甚至一些基層醫療衛生機構的場景，還有居家的場景。但是我們作為一個初創公司，不可能戰線拉得這么長，所以我們現在在非醫療場景，如食品檢測里面，在這一年來也取得了很大的突破。在很多行業內的頭部企業我們也有項目落地，同時我們也會積極地爭取一些政策，因為我們是浙大團隊創業，所以當地政府給我們的政策挺好的，整個團隊在未來三年相對來說比較安全。但是為了讓整個團隊發展得更加的壯大，讓整個產業發展得更快，讓我們的產品更加的豐富，推向市場，我們現在也在融資。目前有個好消息，有一個政府基金對我們非常的認可，所以融資方面也有一個突破性的進展。有資金的加持之后，我相信我們的公司發展會更快。

幻實（主播）：

收聽我們芯片揭秘的投資人，如果對這個產品、這個技術方案感興趣，歡迎和我們聯系。在了解了這么難、這么長回報周期的基礎上，還愿意去做，我覺得這個本身就是一種挑戰。在會前我也和郭總討論了一下，他說他這款是全球首創的機器設備，這個勇氣我是非常敬佩的。最后能不能跟我們分享一下未來3到5年的規劃和部署，再讓我們更多的期待一下。

郭功劍（嘉賓）：

我們的未來的終局還是以終為始，希望把我們的技術運用到健康診斷、慢病管理、提升企業的經營效率和降本增效上。第一，我們做了幾個布局，會把這些設備下沉到基層的醫療衛生機構，因為現在很多的三甲醫院診斷能力是已經非常的不錯了，但下層的鄉村衛生院甚至村衛生室是缺這種診斷技術的，我們會跟我們合作伙伴一起鋪到低層的醫療衛生機構，同時我們這個設備會走進千家萬戶，讓百姓可以足不出戶，或者在方圓5公里之內可以享受到三甲醫院的檢測能力，這是我們產品未來的市場推廣方向的一個布局。第二，因為有很多場景需要去開發、去共創，所以我們現在就開始逐步地建立我們自己的嗅覺生態，我們也會跟很多生態的合作伙伴去共創這些場景，然后把產品推向市場，形成一些標準。基于這些規劃我們也做了很多的戰略方面的部署。

新一代智能嗅覺傳感平臺（圖源：匯馨傳感）

幻實（主播）：

您講的也是很清楚的。未來在一帶一路走出去的環境下，可能還會誕生很多新的場景和需求，而且中國也一直都是醫療出海的路線，說不定還會有非常好的一些場景出來。謝謝郭總給我們分享了這么多，讓我們了解到了用一個新的技術方向來解決新的問題。這個行業好卷呢，你們作為后進者要PK掉圖像、視覺，比他們便宜才能殺出來，這是很不容易的一件事，所以為你們點贊，期待你們發展得更好。

嗅覺傳感器是一種模擬人類嗅覺系統的技術設備，能夠檢測和識別空氣中的氣體和化學物質。它通過感知空氣中的揮發性分子并轉換為可處理的信號，從而實現對特定氣味或化學成分的檢測。這種傳感器廣泛應用于許多領域，包括醫療診斷、食品安全、環境監測、工業應用等。雖然嗅覺傳感器技術雖然在醫療、環境監測等領域具有廣泛應用，但也面臨一些挑戰。但是，嗅覺傳感器的成本較高，并且在多種氣體檢測中可能需要針對性設計。傳感器的靈敏度和使用壽命之間存在權衡，這使得其在某些應用場景中可能難以保持高性能。

據《中國氣體傳感器行業市場發展現狀與前景分析報告》，目前，我國嗅覺傳感器市場正處于快速發展之中，在2024年市場規模達到約50億元人民幣，較2023年同比增長約18%-20%。雖然目前普及率較低，但隨著技術的成熟和成本的降低，預計到2027年，嗅覺傳感器在醫療設備和環境監測中的普及率可達到20%-30%。隨著國內物聯網和傳感器材料研發，傳統的金屬氧化物半導體（MOS）傳感器和電化學傳感器正逐漸被新型材料和納米技術所替代，這些創新材料使得傳感器能夠更精確地識別多種氣體，應用范圍也更加廣泛。此外，人工智能和機器學習的結合使得嗅覺傳感器能夠進行復雜的氣味數據分析，提升了傳感器的智能化水平。未來，嗅覺傳感器產業應加強技術研發，降本增效，積極開拓更多新興市場。

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采訪 | 幻實 編輯 | 婉麗 審核 | 幻實

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