專利名稱：用于氣味復(fù)制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于香味、香氣、氣味及臭味的產(chǎn)生、散發(fā)、傳送、復(fù)制及存儲器存儲的設(shè)備和方法。
用來檢測氣味的方法和設(shè)備在先有技術(shù)中是熟知的。例如，檢測、辨別、或分類一種具體氣味可以借助于化學(xué)分析氣味的氣相色譜裝置和質(zhì)譜儀、及提供氣味的特征化指紋的電子或人造“鼻”完成。
當(dāng)前不存在用來讀和解釋發(fā)送到大腦的人鼻子感受器的準(zhǔn)確方法。也不可能完全理解大腦的嗅覺相關(guān)活動(dòng)。因此，不可能使呈現(xiàn)給人鼻子的每種添味劑與其對應(yīng)感覺神經(jīng)活動(dòng)相關(guān)。一種用來譯碼人類嗅覺感覺的可選擇方法是，通過接收來自人類課題的訓(xùn)練小組的感覺反饋。該課題小組為每一種添味劑提供一個(gè)指紋，這可以看作對于已經(jīng)由神經(jīng)記錄產(chǎn)生的一種的替換。這通過給小組提供一個(gè)質(zhì)量描述符清單、并且要求每個(gè)人用已知的質(zhì)量描述符提供試驗(yàn)添味劑相對于特定組添味劑的相似或相異的數(shù)值估計(jì)實(shí)現(xiàn)。通過跨過整個(gè)人類小組平均，一種添味劑變得由一個(gè)添味劑向量表示。
用來把香味輸送到用戶的鼻子的添味劑輸出裝置也是眾所周知的。例如，一種聯(lián)系虛擬真實(shí)系統(tǒng)使用的香味輸出裝置在授予Watkins的美國專利5,591,409中描述。授予Lee等的美國專利5,724,256描述了一種能在多媒體系統(tǒng)中使用的香味混合裝置。
試圖把氣味檢測裝置與氣味輸送裝置鏈接的系統(tǒng)在先有技術(shù)中是已知的。例如，“Transmission of Olfactory Information forTelemedicine(用于遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)的嗅覺信息傳輸”，Keller等，InteractiveTechnology and the New Paradigm for Healthcare(用于保健的交互技術(shù)和新示例)，K.Morgan等，eds.，IOS Press and Ohmsha，Amsterdam，1995，第27章第168-172頁，思考了用檢測裝置檢測已知、預(yù)定氣味；把與已知?dú)馕队嘘P(guān)的氣味信息傳送到一個(gè)添味劑輸出裝置；及使用輸出裝置復(fù)制已知輸入氣味。重要的是要注意，先有技術(shù)的該參考資料和上述香味混合裝置力求實(shí)現(xiàn)預(yù)定輸入的準(zhǔn)確復(fù)制。
在過去幾年，已經(jīng)有多次償試以便發(fā)現(xiàn)對于氣味感覺的解釋。大多數(shù)理論使用對視覺的模擬，并且假定在嗅覺中有基味，就象在視覺中有基色(紅/綠/藍(lán)或RGB)那樣。從John AMoore在60年代的開創(chuàng)工作開始，研究者已經(jīng)調(diào)查了添味劑分子的物理和化學(xué)影響，試圖發(fā)現(xiàn)在這些影響與添味劑質(zhì)量感覺之間的相關(guān)(AMoore JE，Specific anosmiaa clue to the olfactory code，Nature，1967，214(93)1095-8)。
然而，在多于30年后，仍然沒有接收的方式來定義基味和利用一個(gè)代碼來隨意混合添味劑，以便創(chuàng)造一種任意氣味感覺。已經(jīng)有關(guān)于RGB氣味樣式的異想天開的和愚人節(jié)式的論文。例如，在1998年5月，在因特網(wǎng)上出現(xiàn)了一個(gè)具有域名www.vol.it/sbdi/44r/sbdi44it.htm的網(wǎng)站，該網(wǎng)站描述了一種具有7種基本“RGB”氣味-樟腦、沼澤、花、薄荷、醚、腐爛味、和刺激味的氣味系統(tǒng)。注意，這種聲稱是原始AMoore提出的七個(gè)基味方案的蒼白模仿，后者早就在先有技術(shù)中就認(rèn)為是過分簡單的，并且甚至是錯(cuò)誤的。在因特網(wǎng)中記錄的另一個(gè)笑話是在www.realaroma.com處的RealAroma的網(wǎng)站，該網(wǎng)站描述了一種具有3種基本“RGB”氣味的機(jī)器。然而，不管這種公開的鬧劇，先有技術(shù)當(dāng)先不知道與基色相似的任何基味。
總之，顯然先有技術(shù)沒有嚴(yán)肅地解決氣味傳送的基本問題如何傳遞和復(fù)制不是預(yù)定的或以前知道的任意氣味。
本發(fā)明尋求提供用來指令添味劑混合裝置按正確量和比例混合預(yù)定添味劑的方法，以便把任何氣味輸入，甚至未知?dú)馕?，轉(zhuǎn)換成忠實(shí)復(fù)制輸入氣味的添味劑輸出。
注意貫穿該說明書和權(quán)利要求書，互換地使用術(shù)語香味、香氣、滋味、味道、氣味及臭味。術(shù)語“添味劑”指示通過一個(gè)添味劑輸出裝置有助于氣味散發(fā)的物質(zhì)。添味劑不必給出氣味，但可以催化氣味的散發(fā)。添味劑可以是一種純物質(zhì)，或者是物質(zhì)的混合物。
本發(fā)明用來復(fù)制氣味的方法取決于添味劑的親合力指紋的數(shù)學(xué)解釋。添味劑的親合力是在添味劑分子與一個(gè)傳感器或感受器的表面之間的相互作用的強(qiáng)度。因此，特定添味劑與一組感受器或傳感器的總親合力叫做添味劑的親合力指紋或添味劑指紋。該添味劑指紋能由叫做一個(gè)添味劑向量的向量表示。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，一個(gè)添味劑濃度向量發(fā)生器接收由一個(gè)氣味傳感器檢測的任意輸入氣味r的向量表示的一個(gè)添味劑指紋。任意輸入氣味不必是預(yù)定的或以前知道的。添味劑濃度向量發(fā)生器計(jì)算一個(gè)濃度向量，該濃度向量用來指令一個(gè)添味劑輸出裝置如何以適當(dāng)比例混合添味劑，以產(chǎn)生近似于輸入氣味的一種合成輸出氣味。添味劑輸出裝置帶有一個(gè)包含多種預(yù)定添味劑的調(diào)味架，每種預(yù)定添味劑具有表示為一個(gè)向量的預(yù)定添味劑指紋。預(yù)定添味劑最好通過使用用來特征化氣味r的指紋的相同方法預(yù)定義，由此創(chuàng)建一個(gè)添味劑向量矩陣，該矩陣特征化調(diào)味架的添味劑。乘以濃度向量的該矩陣創(chuàng)建一個(gè)輸出添味劑向量，該向量特征化近似輸入氣味r的一個(gè)輸出氣味r’。輸出氣味r’因而是不同濃度添味劑的一種組合，濃度由濃度向量定義。
輸出氣味r’不必是輸入氣味r的準(zhǔn)確復(fù)制品。具體地說，在輸入氣味r與輸出氣味r’之間由足夠代表性人口感覺的差別叫做容差δ。本發(fā)明提供用來使容差δ最小的方法，從而足夠代表性人口感覺輸出氣味r’作為對于輸入氣味r的一種適當(dāng)替代。
如下是借助于本發(fā)明可能而借助于先有技術(shù)不可能的氣味傳送類型的說明性例子。電影導(dǎo)演愿意把香味添加到多部電影中的場景中。在先有技術(shù)中，導(dǎo)演必須預(yù)先決定要傳送的氣味。如在本發(fā)明的背景中描述的那樣，導(dǎo)演然后必須給所有末端用戶提供復(fù)制所有已知?dú)馕缎枰奶砦秳?。如果希望傳?000種氣味，那么導(dǎo)演要么提供1000種散發(fā)相同氣味的添味劑要么稍微推算為了復(fù)制1000種氣味如何混合較小量的基本添味劑的適當(dāng)比例。在先有技術(shù)中，導(dǎo)演無法知道是否需要50、600或900種預(yù)定氣味復(fù)制1000種給定氣味，并且無法知道適當(dāng)?shù)谋壤鞘裁础?br> 相反，導(dǎo)演能使用本發(fā)明的方法說教，以便知道是否真實(shí)地需要1000種預(yù)定氣味或者是否49種就足夠了，和知道為實(shí)現(xiàn)希望輸出添味劑要混合的哪些添味劑的什么比例，而不用耗時(shí)和費(fèi)力的試錯(cuò)。更重要的是，導(dǎo)演不限于知道輸入氣味。而是，未知?dú)馕?，如由驚奇或現(xiàn)湊的氣味，也能使用本發(fā)明的方法被傳送和被忠實(shí)地模仿。
因而按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，提供有一個(gè)系統(tǒng)，用來產(chǎn)生一個(gè)添味劑濃度向量，包括一個(gè)提供表示任意氣味的添味劑指紋的添味劑指紋發(fā)生器；和一個(gè)添味劑濃度向量發(fā)生器，接收代表一個(gè)向量的添味劑指紋，并且產(chǎn)生一個(gè)添味劑濃度向量。
按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，也提供有一個(gè)系統(tǒng)，用來復(fù)制氣味，包括一個(gè)提供表示由此檢測的任意氣味的檢測氣味輸入指紋；一個(gè)添味劑輸出裝置，帶有一個(gè)包含多種預(yù)定添味劑的調(diào)味架，每種添味劑帶有一個(gè)預(yù)定添味劑指紋，添味劑輸出裝置響應(yīng)一個(gè)添味劑濃度向量提供一種合成氣味；及一個(gè)添味劑濃度向量發(fā)生器，接收代表一個(gè)向量的檢測添味劑指紋，并且利用也表示為向量的預(yù)定添味劑指紋以產(chǎn)生添味劑濃度向量。
按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，氣味復(fù)制系統(tǒng)也包括一個(gè)添味劑指紋正規(guī)器，該添味劑指紋正規(guī)器改進(jìn)檢測添味劑指紋，從而正規(guī)化傳感器的輸出，由此正規(guī)與由人類感覺的類似的氣味，由在向量意義上逼近的改進(jìn)檢測添味劑指紋表示。
而且按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，以與檢測添味劑指紋的正規(guī)化類似地正規(guī)化輸出裝置的預(yù)定添味劑指紋。
向量意義上的逼近作為以上使用的術(shù)語，是指在某一度量空間或廣義度量空間中的距離較短。這此空間能是例如閔可夫斯基度量、歐幾里得度量、廣義歐幾里得度量、添加段度量等。該距離能是例如歐幾里得距離、廣義歐幾里得距離、閔可夫斯基距離、超閾值歐幾里得距離、超閾值平均差、最大距離等。
另外按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，調(diào)味架的添味劑最好按照檢測的添味劑向量預(yù)定義，其中調(diào)味架包括由q個(gè)添味劑向量(ω1，1，ω1，2，…ω1，n)、(ω2，1，ω2，2，…ω2，n)、…(ωq，1，ωq，2，…ωq，n)的一個(gè)矩陣M定義的q種添味劑。
按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，濃度向量發(fā)生器產(chǎn)生指令調(diào)味架如何混合q種添味劑的一個(gè)濃度向量b，以便產(chǎn)生模仿輸入氣味r的輸出氣味r’，其中乘以濃度向量b的矩陣M產(chǎn)生添味劑向量ω’＝(ω’1，ω’2，…ω’n)，并且濃度向量發(fā)生器選擇濃度向量b，以便使距離||M·b－ω||＝||ω’－ω||＝δ最小。
而且按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，δ是最小化的距離，從而足夠代表性人口感覺氣味r作為對氣味r’的一種適當(dāng)替代。
進(jìn)一步按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，δ是一個(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x或廣義距離函數(shù)，如按照度量空間，例如閔可夫斯基度量、歐幾里得度量、廣義歐幾里得度量、添加段度量等定義的歐幾里得距離、廣義歐幾里得距離、閔可夫斯基距離、超閾值歐幾里得距離、超閾值平均差、最大距離等。
另外按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，添味劑指紋正規(guī)化器求得一個(gè)在代表一類添味劑指紋的一類數(shù)值向量上運(yùn)算的函數(shù)f，以形成表示另一類添味劑指紋的另一類數(shù)值向量，不必具有與第一類向量相同的維數(shù)，具有如下性質(zhì)如果ω1和ω2是對應(yīng)于氣味r1和r2的氣味傳感器的輸出，那么如果并且僅如果f(ω1)和f(ω2)是數(shù)值逼近的，則氣味r1由人類鼻子感覺接近氣味r2。
按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，通過把來自各種輸入添味劑的檢測氣味向量ω與對于相同的各種輸入氣味通過從人類小組收集數(shù)據(jù)產(chǎn)生的其他向量相比較，建造函數(shù)f。
而且按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，通過把來自各種輸入添味劑的檢測添味劑向量ω與對于相同的各種輸入氣味通過從實(shí)際人嗅覺感受器收集數(shù)據(jù)產(chǎn)生的其他向量相比較，建造函數(shù)f。
更進(jìn)一步按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，通過把來自各種輸入添味劑的檢測添味劑向量ω與對于相同的各種輸入氣味通過從人嗅覺感受器的模擬收集數(shù)據(jù)產(chǎn)生的其他向量相比較，建造函數(shù)f。
而且進(jìn)一步按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，通過如下方法之一和來自計(jì)算代數(shù)的已知方法建造函數(shù)f。多項(xiàng)式近似法、模糊邏輯、或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在該上下文中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的一個(gè)例子是具有一個(gè)線性輸出層和一個(gè)S形傳遞函數(shù)隱藏層、或諸層的前饋網(wǎng)絡(luò)。這樣一種構(gòu)造已知能夠把希望類型的任何連續(xù)函數(shù)近似到任何希望精度。這里輸入是電子鼻的指紋的集合，并且輸出是由人類小組得到的指紋集合。可以用于該目的的另一種可能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是徑向基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，也已知該網(wǎng)絡(luò)能夠近似任何連續(xù)函數(shù)。
而且進(jìn)一步按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，函數(shù)f的建造可以包括使用諸如PCA(原理分量分析)、MDS(多維定標(biāo))及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之類的方法以減小維數(shù)計(jì)算。
另外按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，提供有一個(gè)輸出裝置，包括一個(gè)添味劑點(diǎn)位的陣列，每個(gè)添味劑點(diǎn)位包括在外殼中的一種添味劑，外殼僅在預(yù)定級的能量施加到外殼上時(shí)才允許添味劑穿過；和一個(gè)起動(dòng)器，選擇性地把預(yù)定級的能量施加到外殼上。最好起動(dòng)器至少施加熱能、光能及機(jī)械能之一。
按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，起動(dòng)器包括一個(gè)刻劃工具。
而且按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，外殼具有在施加預(yù)定級能量時(shí)局部破裂的性質(zhì)。
而進(jìn)一步按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，外殼具有在施加預(yù)定級能量時(shí)增大的滲透性。
而且按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，起動(dòng)器包括一個(gè)產(chǎn)生激光束照射和把光束指向外殼的激光器。
按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，把添味劑點(diǎn)位安裝在一個(gè)基片上，并且添味劑輸出裝置進(jìn)一步包括連接到該基片上的一個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置，該運(yùn)動(dòng)裝置相對于起動(dòng)器運(yùn)動(dòng)基片以便選擇性地把添味劑點(diǎn)位之一與起動(dòng)器對準(zhǔn)，從而起動(dòng)器選擇性地把預(yù)定級能量施加到添味劑點(diǎn)位。
而且按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，把添味劑點(diǎn)位安裝在一個(gè)基片上，并且添味劑輸出裝置進(jìn)一步包括連接到起動(dòng)器上的一個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置，該運(yùn)動(dòng)裝置相對于基片運(yùn)動(dòng)起動(dòng)器以便選擇性地把添味劑點(diǎn)位之一與起動(dòng)器對準(zhǔn)，從而起動(dòng)器選擇性地把預(yù)定級能量施加到添味劑點(diǎn)位。
另外按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，提供有一個(gè)添味劑輸出裝置，包括多個(gè)儲罐，每個(gè)儲罐包含一種添味劑；和一個(gè)可選擇的添味劑釋放起動(dòng)器機(jī)構(gòu)，與所述多個(gè)儲罐相聯(lián)，以便從其選擇性地釋放添味劑。
添味劑釋放機(jī)構(gòu)最好包括一個(gè)例如通過熱能添加或可以采用壓電晶體的滴請求(drop on demand)噴墨型機(jī)構(gòu)。
而進(jìn)一步按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，提供有一個(gè)連接到起動(dòng)器上的控制器，該控制器控制起動(dòng)器應(yīng)該選擇性地把預(yù)定級能量施加在外殼中的何處。
另外按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，一個(gè)風(fēng)扇在氣味點(diǎn)位上產(chǎn)生空氣流動(dòng)。
按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，也提供有一個(gè)添味劑輸出裝置，包括一個(gè)添味劑點(diǎn)位陣列，每個(gè)添味劑點(diǎn)位包括在外殼材料中的氣味，外殼材料僅在預(yù)定級能量施加到外殼上時(shí)才允許氣味從中穿過；和一個(gè)起動(dòng)器，選擇性地把預(yù)定級能量施加到添味劑點(diǎn)位。
由聯(lián)系附圖所作的如下詳細(xì)描述將更充分地理解和認(rèn)識本發(fā)明，在附圖中

圖1是按照本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例建造和可操作的一種氣味傳送系統(tǒng)的簡化方塊圖；圖2是按照本發(fā)明另一個(gè)最佳實(shí)施例建造和可操作的一種氣味傳送系統(tǒng)的簡化方塊圖，其中添味劑指紋由一個(gè)添味劑指紋正規(guī)化器改進(jìn)；圖3是按照本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例建造和可操作的一種氣味輸出裝置的簡化說明；圖4是按照本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例建造和可操作的、用于本發(fā)明的氣味輸出裝置的可選擇起動(dòng)器的簡化說明；圖5是按照本發(fā)明最佳實(shí)施例建造和可操作的一種選擇性氣味輸出裝置的簡化說明；及圖6是按照本發(fā)明最佳實(shí)施例建造和可操作的一種選擇性氣味輸出裝置的簡化說明；現(xiàn)在參照圖1，圖1是按照本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例建造和可操作的一種氣味傳送系統(tǒng)的方塊圖。希望傳遞一種給定輸入氣味r。氣味r可以以多種方式特征化。例如，氣相色譜法能用來把氣味r表示為一系列化學(xué)成分c1、c2、…cn，如3個(gè)單位的H2S、5個(gè)單位的3-甲氧基-4-羥基苯甲醛等。要不然，一個(gè)人造鼻能用來把氣味r表示為“氣味特征”s1、s2、…sn的的函數(shù)。類似地，一個(gè)代表性人口小組能用來把氣味r表示為“氣味特征”t1、t2、…tn的的函數(shù)。簡言之，氣味r由一個(gè)表示為添味劑向量ω＝(ω1，ω2，…ωn)的一個(gè)添味劑指紋表示。
應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，添味劑向量ω的源是什么不會產(chǎn)生差別。添味劑向量ω能通過檢測一個(gè)諸如一朵花12之類的物體提供，其氣味不必預(yù)先知道，如圖1中所示。在表明的例子中，可以提供一個(gè)諸如人造鼻之類的傳感器20。人造鼻的一個(gè)例子是借助于在法國Toulouse的Alpha MOS的Fox系統(tǒng)，其描述可在因特網(wǎng)上在www.alpha-mos.com處得到。傳感器20通過一個(gè)表示為向量ω＝(ω1，ω2，…ωn)的一種添味劑指紋特征化氣味r。要不然，代之以通過一個(gè)傳感器創(chuàng)建一個(gè)添味劑向量ω，它可以由一個(gè)人創(chuàng)建，例如通過使用添味劑混合裝置或已知添味劑向量的一種集合的查閱表，或者甚至通過簡單地使用人的想象設(shè)想一個(gè)新添味劑向量。
最好提供一個(gè)包括一個(gè)添味劑調(diào)味架24的添味劑輸出裝置22，以便經(jīng)一個(gè)添味劑輸出端口26產(chǎn)生至一個(gè)末端用戶的氣味。本發(fā)明一個(gè)方面的基本特征在于，指令添味劑輸出裝置22以便盡可能忠實(shí)地復(fù)制氣味r。下文描述這種特征。
添味劑調(diào)味架24包括多個(gè)q種添味劑。為了把這些q種添味劑用作標(biāo)準(zhǔn)塊以復(fù)制氣味r，最好按照用來特征化氣味r的相同類型的ω向量預(yù)定義q種添味劑。實(shí)際上，這意味著由調(diào)味架24的q種添味劑給出的氣味在使用調(diào)味架24產(chǎn)生氣味之前由傳感器20預(yù)先檢測。在數(shù)學(xué)方面，調(diào)味架24包括由q個(gè)添味劑向量(ω1，1，ω1，2，…ω1，n)、(ω2，1，ω2，2，…ω2，n)、…(ωq，1，ωq，2，…ωq，n)的一個(gè)矩陣M定義的q種添味劑。
按照本發(fā)明，一個(gè)濃度向量發(fā)生器28產(chǎn)生指令添味劑輸出裝置如何混合調(diào)味架24的q種添味劑的一個(gè)濃度向量b，以便產(chǎn)生盡可能接近地模仿由人鼻子感覺的輸入氣味r的一種輸出氣味r’。矩陣M在濃度向量發(fā)生器28中實(shí)施，使如下計(jì)算是可能的在數(shù)學(xué)方面，乘以濃度向量b的矩陣M產(chǎn)生一個(gè)添味劑向量ω’＝(ω’1，ω’2，…ω’n)。計(jì)算濃度向量b，以便使距離||M·b－ω||＝||ω’－ω||＝δ最小。換句話說，δ是一個(gè)使之最小距離，從而足夠代表性人口感覺氣味r’作為氣味r的適當(dāng)表示。
距離δ在一個(gè)度量空間中定義。一般地，使用的度量是歐幾里得度量，即||||2，在這種情況下，適當(dāng)?shù)淖钚』夹g(shù)是最小平方、或變量的微積分。然而，δ也能按照其他度量定義，如最大空間，即|| ||∞。，在這種情況下，線性編程的技術(shù)能用來使距離δ最小。其他可能的度量包括超閾值歐幾里得距離，其中僅考慮在向量中超過一定閾值的那些項(xiàng)；超閾值平均差；來自群分析的Mahalanis距離；加權(quán)歐幾里得距離；閔可夫斯基距離；廣義歐幾里得度量及添加段等。本發(fā)明認(rèn)識到這樣的可能性在歐幾里得空間中使距離最小的可能不適于模仿氣味r。因而，其他技術(shù)，如采用人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、或遺傳算法，提供在本發(fā)明中以便改進(jìn)輸入向量ω，從而δ的適當(dāng)最小化較好反映足夠代表性人口如何感覺輸出氣味r’。參照圖2下面描述輸入向量ω的這種改進(jìn)。
應(yīng)該注意本發(fā)明實(shí)施例的幾個(gè)重要特征a.如果矩陣M是非奇異的或滿秩的，那么能實(shí)現(xiàn)δ＝0，并且能計(jì)算一個(gè)濃度向量b以實(shí)現(xiàn)δ＝0，從而q種添味劑的混合物將總是準(zhǔn)確地產(chǎn)生輸入添味劑的添味劑向量。如果M是奇異的或非滿秩的，那么一般地δ≠0，并且能求出一個(gè)使δ最小的濃度向量，從而足夠代表性人口感覺氣味r’作為氣味r的適當(dāng)表示。
b.本發(fā)明允許定義在一個(gè)希望容差δ內(nèi)能產(chǎn)生m種氣味的集合的q種添味劑的集合。本發(fā)明認(rèn)識到，對于多種實(shí)際用途，人們不需要爭取各種存在氣味的添味劑的集合，而是爭取一種給定的氣味集合。盡管如此，理論上有可能使用本發(fā)明的方法求出一個(gè)通用添味劑調(diào)味架，該調(diào)味架將能夠以足夠精度復(fù)制任何任意氣味。
c.在一個(gè)容差δ內(nèi)能產(chǎn)生m種氣味的集合的q種基礎(chǔ)添味劑的集合不必是唯一的。幾種q種添味劑的集合可以適當(dāng)?shù)亍白龉ぷ鳌?。本發(fā)明也允許用戶求出這些集合及任意優(yōu)化和組合他們。
d.本發(fā)明允許系統(tǒng)在它操作時(shí)學(xué)習(xí)。在新氣味的每種表示中，系統(tǒng)檢查當(dāng)前氣味調(diào)味架和估計(jì)其有效性。它計(jì)算哪種添味劑可以省略和哪種新添味劑能添加到調(diào)味架上，以便建造一種更準(zhǔn)確的氣味復(fù)制。
e.本發(fā)明也認(rèn)識到，常常希望使一個(gè)調(diào)味架包含一些以較大量存在的“主要”添味劑，帶有一個(gè)較小量的副“調(diào)味品”添味劑。這能通過使用對于“人鼻空間”正規(guī)化的添味劑向量實(shí)現(xiàn)，以產(chǎn)生類似氣味的群。調(diào)味架的主要?dú)馕度缓髮ㄗ詈帽硎境扇哼^程的主要分量的少量添味劑。
現(xiàn)在參照圖2，圖2表明圖1系統(tǒng)的改進(jìn)樣式。按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，提供一個(gè)人鼻正規(guī)化器20，它“正規(guī)化”由傳感器20產(chǎn)生的向量ω表示的氣味指紋?！罢?guī)化”意味著修改添味劑向量，從而在兩種添味劑向量之間的向量表示的差別準(zhǔn)確地反映這兩種添味劑向量表示的氣味的人類感覺差別。
在數(shù)學(xué)方面，人鼻正規(guī)化器30使用一個(gè)在代表一類添味劑指紋的一類數(shù)值向量上運(yùn)算的函數(shù)f，以形成表示另一類添味劑指紋的另一類數(shù)值向量，不必具有與第一類向量相同的維數(shù)，具有如下性質(zhì)如果ω1和ω2是對應(yīng)于氣味r1和r2的氣味傳感器20的輸出，那么如果并且僅如果f(ω1)和f(ω2)是數(shù)值逼近的，則氣味r1由人類鼻子感覺接近氣味r2，例如||||2中。
函數(shù)f也用來修改添味劑調(diào)味架。如上所述，調(diào)味架24包括由q個(gè)添味劑向量(ω1，1，ω1，2，…ω1，n)、(ω2，1，ω2，2，…ω2，n)、…(ωq，1，ωq，2，…ωq，n)的一個(gè)矩陣M定義的q種添味劑。q個(gè)添味劑向量也通過函數(shù)f處理，由此產(chǎn)生一個(gè)包括向量f(ω1，1，ω1，2，…ω1，n)、f(ω2，1，ω2，2，…ω2，n)的修改矩陣，這里稱作f(M)，f(M)代之以矩陣M在濃度向量發(fā)生器28中實(shí)施。然后把輸入氣味的修改向量f(ω)輸入到濃度向量發(fā)生器25，如圖2中見到的那樣，以提供一個(gè)較好的濃度向量b，就是說，使距離||f(M)·b－f(ω)||最小。
通過提供一個(gè)檢測氣味并且把他們表示為在一個(gè)4維空間中的添味劑向量的電子鼻可以建造一個(gè)簡單的例子。一個(gè)例如由從人類小組導(dǎo)出的向量π的集合表示的“人鼻空間”是7維的，即π向量是7維的。假定調(diào)味架由6種氣味建造，并且按如下7乘6矩陣表示在π空間中，f(M)=4121155144282417910142436371351428622312252674521528438229291320172861924321361916]]>假定一種新氣味r由電子鼻檢測，提供如下4-向量。ω=abcd=911138]]>如果從ω空間至π空間轉(zhuǎn)換的函數(shù)f是f=bc-ad-a2+d234(a+b)(2a-b)23a+4b-2cb2-a2-c+db(b-a)b(c-a)]]>在π空間中的氣味r是π=54154945352244]]>使用一種NNLS算法(非負(fù)最小平方)能求出濃度向量b，濃度向量b使在b的元素都是非負(fù)的約束下的量||f(M)·b－π||最小。生成向量是b=0.1338000.860300.0223]]>由調(diào)味架矩陣乘以該向量這里得到π′=f(M)·b=50125149362044]]>這是最接近π的可能非負(fù)向量。
一種得出正規(guī)化函數(shù)f的方法是通過學(xué)習(xí)在傳感器20的ω向量之間的差實(shí)際如何反映在“人鼻空間”中的相同類型向量之間的差，例如通過采用從人類小組導(dǎo)出的向量π的集合，如能從如下例子理解的那樣假定由傳感器20產(chǎn)生的具體添味劑向量ω1包括值(175.3，1.78)，每個(gè)標(biāo)量表示諸如化學(xué)濃度、或與一個(gè)氣味量有關(guān)的無量綱數(shù)值之類的量。產(chǎn)生該添味劑向量ω1的相同氣味然后由要求產(chǎn)生用于該氣味的氣味特征的一個(gè)向量的足夠代表性人口的一個(gè)小組判斷。該過程產(chǎn)生具有例如值(43.88，60.84)的一個(gè)“人類控制”向量π1。該例子也表明這兩個(gè)向量ω1和π1不必具有相同的長度。
然后假定另一種氣味由傳感器20特征化為具有值(10.7，5，7.3)的添味劑向量ω2，向量ω2當(dāng)由人類控制判斷時(shí)產(chǎn)生具有例如值(20，54)的向量π2。進(jìn)一步假定第三種氣味由傳感器20特征化為具有值(4.35，4.99，13.6)的添味劑向量ω3，向量ω3當(dāng)由人類控制判斷時(shí)產(chǎn)生具有例如值(19.25，54.06)的向量π3?？紤]這些向量，注意到顯然不合邏輯的事實(shí)盡管三個(gè)ω向量的兩個(gè)顯得不靠近(例如在||||2度量中)，但兩個(gè)π向量π2和π3極為靠近，而π1遠(yuǎn)離他們兩個(gè)。在該簡單例子中，可能注意到，這可能與同ω1的較遠(yuǎn)5.3的相反的ω2和ω3(5和4.99)的第二分量的接近有關(guān)。查找函數(shù)f的目的在于發(fā)現(xiàn)這些關(guān)系。在該例子中，對于擬合數(shù)值的函數(shù)f的一種可能性是f(x，y，z)＝(y3－105，54y－12(x＋z))，它采用ω向量的三個(gè)分量x，y，z，并且產(chǎn)生π向量的兩個(gè)分量。y的支配，可能表示討論氣味的一些關(guān)鍵特征的ω向量的第二分量，現(xiàn)在變得很明顯。
以上是呈現(xiàn)來解釋產(chǎn)生濃度向量及求出和實(shí)施函數(shù)f的基本原理的一個(gè)簡單例子。在實(shí)際中，在人類小組的情況下，多個(gè)π添味劑向量由小組測試，并且與ω向量比較，以實(shí)現(xiàn)函數(shù)f。例如，能選擇把函數(shù)f表示為具有任意數(shù)量項(xiàng)的多項(xiàng)式，或多或少特別取決于在系統(tǒng)中使用的處理器的“數(shù)字搗弄”能力；及然后使用最好的擬合技術(shù)得到最好擬合的多項(xiàng)式。當(dāng)然由熟悉數(shù)學(xué)技術(shù)的那些技術(shù)人員會認(rèn)識到，其他熟知的技術(shù)能用來建造函數(shù)f，包括處理當(dāng)ω空間的尺寸不等于π空間的情況的技術(shù)、涉及減小維數(shù)的技術(shù)。
求得正規(guī)化函數(shù)f的一種第二方法是通過學(xué)習(xí)在由傳感器20產(chǎn)生的ω向量之間的差如何實(shí)際由在人類嗅覺神經(jīng)細(xì)胞中的氣味感受器檢測。實(shí)際人類鼻子的這樣一種分析，然后可能通過包括MRI或電磁記錄的遠(yuǎn)程檢測，產(chǎn)生構(gòu)成來自真實(shí)鼻子的添味劑指紋的θ向量的集合。使用θ向量，而不是人類小組的向量π，建造函數(shù)f，函數(shù)f又用來創(chuàng)建f(ω)和f(M)。f(M)然后包括在濃度向量發(fā)生器28中，并且把f(ω)輸入到濃度向量發(fā)生器28中，如以上描述的那樣。
要不然，代之以產(chǎn)生實(shí)際θ向量的真實(shí)人類鼻子的分析，在模擬人類鼻子集合上能進(jìn)行分析，如通過θ向量空間的化學(xué)模擬，即在人類嗅覺神經(jīng)細(xì)胞中的實(shí)際應(yīng)用氣味感受器。這樣一種分析產(chǎn)生用來建造上述函數(shù)f的θs向量的集合。這種模擬基于由Lancet等提出的感受器親合力分布模型(RAD)[Proc.Natl.Acad.Sci.USA Vol.90，371519，1993年4月]。
總之，人鼻正規(guī)化器30提供一個(gè)修改輸入向量ω和添味劑調(diào)味架向量以產(chǎn)生一個(gè)較好濃度向量的正規(guī)化函數(shù)f。通過比較來自各種輸入氣味的向量ω與以如下方法產(chǎn)生的其他向量能學(xué)習(xí)和建造函數(shù)f；a.從人類小組收集用于各種輸入氣味的數(shù)據(jù)。
b.從實(shí)際人類嗅覺感受器收集數(shù)據(jù)。
c.從人類嗅覺感受器的化學(xué)模擬收集數(shù)據(jù)。
通過改進(jìn)濃度向量以改進(jìn)氣味復(fù)制的精度，或者通過使用一個(gè)更準(zhǔn)確的人造鼻，同樣改進(jìn)q種添味劑的相對量。與q種添味劑有關(guān)的矩陣M(或f(M))跨過要復(fù)制的輸入氣味的向量的一些子空間。如果矩陣是非奇異的或滿秩的，那么q種添味劑的混合將總是準(zhǔn)確地產(chǎn)生輸入氣味的添味劑向量，并且q種添味劑因而覆蓋所有的輸入氣味。
如果矩陣M是奇異的或非滿秩的，那么q種添味劑不覆蓋所有的輸入氣味。已知的數(shù)學(xué)技術(shù)能用來計(jì)算q種添味劑按照希望容差δ把所有的輸入氣味覆蓋到什么程度。況且，已知的數(shù)學(xué)技術(shù)能用來研究把新的、另外的添味劑添加到調(diào)味架上的效果，并且相反用來研究從調(diào)味架減去添味劑的效果。例如，能計(jì)算把某些添味劑添加到調(diào)味架上是否創(chuàng)建一個(gè)非奇異或滿秩矩陣，并因而覆蓋所有輸入氣味。作為另一個(gè)例子，能研究在添味劑添加，如5種新添味劑，時(shí)的調(diào)味架的行為。如果5種添味劑大大地增大添味劑調(diào)味架的覆蓋，那么對于調(diào)味架的擴(kuò)展使用可以考慮他們。相反，如果通過從調(diào)味架減去4種添味劑，沒有檢測到覆蓋輸入氣味的調(diào)味架能力的顯著降低，那么通過使調(diào)味架中的添味劑數(shù)量最小能節(jié)約成本。簡言之，通過使用已知的數(shù)學(xué)技術(shù)，矩陣M和函數(shù)f允許初始定義在容差δ內(nèi)能產(chǎn)生輸入氣味的集合的q種添味劑的集合、以及修改和優(yōu)化q種添味劑的集合。這種調(diào)味架分析不必必須停止在某一點(diǎn)處。本發(fā)明的系統(tǒng)能在工作的同時(shí)繼續(xù)這種分析。引入到用于復(fù)制的傳感器的任何新氣味可以作為一種潛在調(diào)味架添味劑被分析，并且系統(tǒng)可以分析提出的新調(diào)味架的力量和效率。如果作為新氣味添加和/或其他氣味省略的結(jié)果，新提出的調(diào)味架較好，則系統(tǒng)可以輸出其發(fā)現(xiàn)，并且可以修改調(diào)味架。
該系統(tǒng)的另一種可能特征可以是把一個(gè)電子鼻的向量轉(zhuǎn)換成另一個(gè)電子鼻的向量的能力。這樣一種數(shù)學(xué)任務(wù)能使用諸如多項(xiàng)式近似、模糊邏輯或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之類的函數(shù)估計(jì)技術(shù)執(zhí)行，輸入是一個(gè)電子鼻的指紋，而輸出是一個(gè)不同電子鼻的指紋。
現(xiàn)在參照圖3，圖3表明按照本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例建造和可操作的一種添味劑輸出裝置110，該裝置采用上述q種添味劑。
添味劑輸出裝置110最好包括安裝在最好是剛性的基片114上的添味劑點(diǎn)位112的陣列。每個(gè)添味劑點(diǎn)位112包括在一個(gè)外殼118中的一種添味劑116。添味劑116最好是q種添味劑，并且可以以多種方式選擇。例如，可以希望使用添味劑輸出裝置110以近似多種輸入氣味，如香味，包括具有已知?dú)馕都由暇哂形粗獨(dú)馕兜囊恍┑南阄??？梢赃x擇具有近似至少已知?dú)馕兜暮侠眍A(yù)期的最初多種添味劑116。然后，如上文描述的那樣，能使用已知的數(shù)學(xué)技術(shù)來計(jì)算最初選擇的添味劑116按照希望容差δ把輸入氣味覆蓋到什么程度。況且，已知的數(shù)學(xué)技術(shù)能用來研究把新的、另外的添味劑添加到調(diào)味架上的效果，并且相反，用來研究從添味劑輸出裝置110的調(diào)味架上減去添味劑的效果。
一個(gè)可以按下文進(jìn)一步描述的各種方式建造的起動(dòng)器120，處于與添味劑點(diǎn)位112的操作傳遞中。當(dāng)起動(dòng)器120創(chuàng)建一個(gè)在外殼118中足以通過添味劑116的開口時(shí)，外殼118允許添味劑116通入到周圍環(huán)境中。
起動(dòng)器的類型特別取決于外殼的類型。添味劑116可以例如以一個(gè)微膠囊(儲罐)、一種聚合母體或微囊密封的分散氣味聚合物提供。
在圖3中，添味劑點(diǎn)位112最好由可以包含在50-1000不同種類添味劑的一種聚合母體的諸層建造。為了描述包含在外殼中的添味劑的量，采用如下術(shù)語“氣味信號”。把“氣味信號”定義為攜帶人足以聞出濃度的香味的一部分空氣。對于多種類型的添味劑，普通人在1升空氣中需要在10ngr-10μg之間的香料，以便感覺“氣味信號”。因而香味上千次可能呼吸需要的量可以包括在小體積中?；?14能以任何適當(dāng)?shù)男螤?如以緊致盤的形式-形成。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，起動(dòng)器120包括一個(gè)產(chǎn)生一個(gè)激光輻射束124并且把它指向外殼118的激光器122。外殼118最好是在激光波長下具有高吸收率的光吸收聚合物。高吸收率最好通過把染料添加到在激光波長下具有強(qiáng)吸收率的聚合物上而產(chǎn)生。要不然可以采用在激光波長下固有吸收的聚合物。激光束124是連續(xù)的或脈沖的。激光束波長可以是任何適當(dāng)?shù)牟ㄩL，但最好在680-1500nm之間。激光束124的脈沖強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間最好控制從添味劑點(diǎn)位112釋放的氣味116的量。激光設(shè)備能包括光學(xué)纖維、透鏡及聚焦和成形激光束124的其他裝置。
激光束124最好能以三種方式之一釋放氣味116a.引起外殼材料118的聚合物壁的局部爆炸/破裂的氣味116的蒸發(fā)。
b.引起氣味116向上逃逸的外殼材料118的聚合物壁的蒸發(fā)或破壞。
c.聚合物壁滲透性的增大，引起氣味116的較快擴(kuò)散。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，外殼118也能是熱敏聚合物，從而激光束124的吸收按照上述三種方法的任一種把外殼加熱到引起外殼變化的溫度。熱敏微膠囊的例子在授予Wakata的日本專利文件02145383和授予Bayer的EP專利38985中描述，其中由于外殼中的溫度變化，從膠囊的芯部釋放揮發(fā)材料。用在食品工業(yè)中的另一種類型的熱敏微膠囊包括微膠囊密封的香料，如設(shè)計(jì)成用來在145°F(63℃)焙燒期間釋放的Ottens Flavors MagnaCapTM。用于這種微膠囊的熱敏材料的其他例子在授予Tanaka等的美國專利4,742,043和授予Kurihara等的美國專利4,760,048中描述，其公開通過參考包括在這里。
注意外殼118最好應(yīng)該具有低導(dǎo)熱系數(shù)，以防止由激光束124產(chǎn)生的熱量通過傳導(dǎo)傳到外殼中的其他區(qū)域。這保證特定添味劑點(diǎn)位112的要求局部化加熱。
基片114可以包括按比例分配成諸段的微膠囊密封氣味的諸層，每段包括一種不同的添味劑。添味劑輸出裝置110最好包括一個(gè)連接到基片114上的運(yùn)動(dòng)裝置130，運(yùn)動(dòng)裝置130相對于起動(dòng)器120與氣味點(diǎn)位112一起運(yùn)動(dòng)基片114，以便選擇性把添味劑點(diǎn)位112之一與起動(dòng)器120的激光束124對準(zhǔn)。以這種方式，120能選擇性地使添味劑點(diǎn)位112的任一種組合釋放其中的特定添味劑116。
在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)裝置130最好包括經(jīng)一個(gè)主軸軸線132轉(zhuǎn)動(dòng)基片114的電機(jī)(未表示)。起動(dòng)器120一般最好通過另一個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置134相對于軸線132徑向運(yùn)動(dòng)。基片114由運(yùn)動(dòng)裝置130轉(zhuǎn)動(dòng)，直到希望的香味位置位于激光束124下面。該系統(tǒng)因而類似于在CD唱機(jī)或磁盤存儲器裝置中的系統(tǒng)。
要不然，起動(dòng)器120可以保持靜止，而基片114在一般垂直于軸線132的平面中的笛卡兒坐標(biāo)或其他坐標(biāo)中由運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)裝置130運(yùn)動(dòng)。
最好提供一根新鮮空氣供給導(dǎo)管136，用來在基片114和氣味點(diǎn)位112上方引入新鮮、清潔的空氣。一個(gè)出口導(dǎo)管138最好定位在基片114和氣味點(diǎn)位112上方的一個(gè)混合區(qū)域(或混合室)140處，以便把具有氣味的空氣輸送到用戶的鼻子。導(dǎo)管136和138的定向例如相對于基片114能是水平的或豎直的，并且導(dǎo)管甚至可以是同心的。
總之，添味劑輸出裝置110以不同密度創(chuàng)建來自氣味組合的合成氣味。起動(dòng)器120和基片114彼此相對地運(yùn)動(dòng)，以便僅在基片114上方把準(zhǔn)確量的氣味釋放到混合區(qū)域140。把在混合區(qū)域中的氣味的混合物輸送到用戶的鼻子。在每種香味散發(fā)之后，經(jīng)導(dǎo)管136和138的新鮮空氣流清理和清除設(shè)備110。
添味劑輸出裝置110也可以包括一個(gè)連接到起動(dòng)器120上的控制器142，控制器142確定由起動(dòng)器120起動(dòng)添味劑點(diǎn)位112以釋放氣味116。
現(xiàn)在參照圖4，圖4表明用于本發(fā)明的添味劑輸出裝置的一個(gè)可選擇起動(dòng)器。這里起動(dòng)器包括一個(gè)刻劃工具180，刻劃工具180能刻劃和破裂氣味點(diǎn)位112的處殼118，由此釋放添味劑116。要理解，本發(fā)明的添味劑輸出裝置的起動(dòng)器能使用熱能、光能或機(jī)械能來起動(dòng)從添味劑點(diǎn)位112的氣味散發(fā)。
現(xiàn)在參照表明一種可選擇添味劑輸出裝置的圖5。該輸出裝置包括多個(gè)儲罐216，每個(gè)包含一種添味劑218；和一個(gè)可選擇添味劑釋放起動(dòng)器機(jī)構(gòu)220，與用來從其可選擇地釋放添味劑218的所述多個(gè)儲罐216的每一個(gè)相聯(lián)。添味劑釋放機(jī)構(gòu)最好包括一個(gè)常規(guī)滴請求噴墨型機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，一個(gè)基片314包括一個(gè)在其一側(cè)上的CD ROM存儲器316和一個(gè)在其相對側(cè)上的添味劑調(diào)味架318。提供一對激光器320和322，激光器320作為一個(gè)用于添味劑釋放的起動(dòng)器操作，而激光器322操作以在CD ROM存儲器316上記錄從調(diào)味架318的一個(gè)給定位置已經(jīng)釋放添味劑。以這種方式，可以提供在調(diào)味架318上各種添味劑的有效使用。
熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明不是由上文已經(jīng)具體表示和描述的內(nèi)容限制。而是，本發(fā)明的范圍包括熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在閱讀以上描述時(shí)想到的且不是先有技術(shù)的上述特征的組合和子組合以及其修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種用來產(chǎn)生一個(gè)添味劑濃度向量的系統(tǒng)，包括一個(gè)添味劑指紋發(fā)生器，提供一個(gè)表示任意氣味的添味劑指紋；及一個(gè)添味劑濃度向量發(fā)生器，接收所述添味劑指紋，并且產(chǎn)生一個(gè)添味劑濃度向量。
2.一種用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，包括一個(gè)氣味傳感器，提供表示由其檢測的任意氣味的檢測添味劑指紋；一個(gè)添味劑輸出裝置，帶有包含多種預(yù)定添味劑的一個(gè)調(diào)味架，每種添味劑具有一種預(yù)定添味劑指紋，所述添味劑輸出裝置響應(yīng)一個(gè)添味劑濃度向量，提供一種合成氣味；及一個(gè)添味劑濃度向量發(fā)生器，接收所述檢測添味劑指紋，并且利用在所述調(diào)味架中的所述多種預(yù)定添味劑的所述預(yù)定添味劑指紋，以產(chǎn)生所述添味劑濃度向量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且也包括一個(gè)添味劑指紋正規(guī)化器，該正規(guī)化器修改檢測的添味劑指紋，從而正規(guī)化傳感器的輸出，由此類似于由人類感覺的氣味，由在向量意義上逼近的修改檢測添味劑指紋表示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中在所述調(diào)味架中的所述多種預(yù)定添味劑的所述預(yù)定添味劑指紋，由所述添味劑指紋正規(guī)化器正規(guī)化，由此類似于由人類感覺的在調(diào)味架中的氣味，由在向量意義上逼近的修改添味劑指紋表示。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中逼近的所述修改添味劑指紋，根據(jù)如下度量的至少一種在向量意義上逼近歐幾里得距離、廣義歐幾里得距離、閔可夫斯基距離、超閾值歐幾里得距離、超閾值平均差、最大距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中所述調(diào)味架的所述添味劑按照多個(gè)添味劑指紋預(yù)定義，其中所述調(diào)味架包括由q個(gè)添味劑向量(ω1，1，ω1，2，…ω1，n)、(ω2，1，ω2，2，…ω2，n)、…(ωq，1，ωq，2，…ωq，n)的一個(gè)矩陣M定義的q種添味劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中所述濃度向量發(fā)生器產(chǎn)生指令所述調(diào)味架如何混合q種添味劑的一個(gè)濃度向量b，以便產(chǎn)生模仿輸入氣味r的輸出氣味r’，其中乘以濃度向量b的矩陣M產(chǎn)生添味劑向量ω’＝(ω’1，ω’2，…ω’n)，并且所述濃度向量發(fā)生器選擇濃度向量b，以便使距離||M·b－ω||＝||ω’－ω||＝δ最小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中δ是最小化的距離，從而足夠代表性人口感覺氣味r’作為對氣味r的一種適當(dāng)替代。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中δ是按照如下度量至少一個(gè)定義歐幾里得距離、廣義歐幾里得距離、閔可夫斯基距離、超閾值歐幾里得距離、超閾值平均差、最大距離等。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中所述檢測添味劑指紋正規(guī)化器執(zhí)行一個(gè)對代表一類添味劑指紋的一類數(shù)值向量進(jìn)行運(yùn)算的函數(shù)f，以形成表示另一類添味劑指紋的另一類數(shù)值向量，不必具有與第一類向量相同的維數(shù)，具有如下性質(zhì)如果ω1和ω2是對應(yīng)于氣味r1和r2的所述氣味傳感器的輸出，那么如果并且僅如果f(ω1)和f(ω2)是數(shù)值逼近的，則氣味r1由人類鼻子感覺接近氣味r2。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中通過把與來自各種輸入氣味的添味劑指紋相對應(yīng)的添味劑向量ω與表示對于所述各種輸入氣味來自實(shí)際人類小組的收集數(shù)據(jù)的其他向量相比較，建造函數(shù)f。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中通過把與來自各種輸入氣味的添味劑指紋相對應(yīng)的添味劑向量ω與表示對于所述各種輸入氣味來自實(shí)際人類嗅覺感受器的收集數(shù)據(jù)的其他向量相比較，建造函數(shù)f。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用來復(fù)制氣味的系統(tǒng)，并且其中通過把與來自各種輸入氣味的添味劑指紋相對應(yīng)的添味劑輸入向量ω與對于所述各種輸入氣味由來自人類感受器的化學(xué)模擬的收集數(shù)據(jù)產(chǎn)生的其他向量相比較，建造所述函數(shù)f。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，并且其中所述添味劑輸出裝置包括一個(gè)添味劑點(diǎn)位的陣列，所述添味劑點(diǎn)位的每一個(gè)包括一種添味劑，其中在把一個(gè)預(yù)定級的能量施加到所述氣味點(diǎn)位上時(shí)氣味的釋放發(fā)生；和一個(gè)起動(dòng)器，選擇性地把所述預(yù)定級的能量施加到所述添味劑點(diǎn)位。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，并且其中所述添味劑每種密封在一個(gè)外殼中。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，并且其中把所述添味劑約束在一個(gè)矩陣中。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且其中所述起動(dòng)器施加熱能、光能及機(jī)械能的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且其中所述起動(dòng)器包括一個(gè)刻劃工具。
19.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且其中所述添味劑點(diǎn)位具有在施加所述預(yù)定級能量時(shí)局部破裂的性質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且其中所述添味劑點(diǎn)位具有在施加預(yù)定級能量時(shí)增大的滲透性。
21.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且其中所述起動(dòng)器包括一個(gè)產(chǎn)生激光輻射束和把所述光束指向添味劑點(diǎn)位的激光器。
22.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且其中把所述添味劑點(diǎn)位安裝在一個(gè)基片上，并且所述添味劑輸出裝置進(jìn)一步包括連接到所述基片上的一個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置，該運(yùn)動(dòng)裝置相對于所述起動(dòng)器運(yùn)動(dòng)所述基片以便選擇性地把所述添味劑點(diǎn)位之一與所述起動(dòng)器對準(zhǔn)，從而所述起動(dòng)器選擇性地把所述預(yù)定級能量施加到所述添味劑點(diǎn)位。
23.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且其中把所述添味劑點(diǎn)位安裝在一個(gè)基片上，并且添味劑輸出裝置進(jìn)一步包括連接到所述起動(dòng)器上的一個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置，該運(yùn)動(dòng)裝置相對于所述基片運(yùn)動(dòng)所述起動(dòng)器以便選擇性地把所述添味劑點(diǎn)位之一與所述起動(dòng)器對準(zhǔn)，從而所述起動(dòng)器選擇性地把所述預(yù)定級能量施加到所述添味劑點(diǎn)位。
24.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且包括一個(gè)連接到所述起動(dòng)器上的控制器，該控制器控制所述起動(dòng)器選擇性地把所述預(yù)定級能量施加到所述添味劑點(diǎn)位哪個(gè)上。
25.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，并且包括一個(gè)在添味劑點(diǎn)位上產(chǎn)生空氣流動(dòng)的風(fēng)扇。
26.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述添味劑輸出裝置包括多個(gè)儲罐，每個(gè)包含一種添味劑；和一個(gè)可選擇的添味劑釋放機(jī)構(gòu)，與所述多個(gè)儲罐相關(guān)聯(lián)，以便從其選擇性地釋放添味劑。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，并且包括一個(gè)在所述氣味儲罐上產(chǎn)生空氣流動(dòng)的風(fēng)扇。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，并且其中所述可選擇添味劑釋放機(jī)構(gòu)包括一個(gè)滴請求噴墨型機(jī)構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，并且其中所述添味劑輸出裝置包括一個(gè)帶有第一和第二背對著的表面的基片，一個(gè)激光讀/寫存儲器形成在其第一表面上，而一個(gè)添味劑調(diào)味架形成在其第二表面上。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，并且也包括第一和第二激光組件，所述第一激光組件可操作地與所述存儲器交互作用，而所述第二激光組件可操作地與所述添味劑調(diào)味架交互作用。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，并且其中所述第一激光組件可操作地把關(guān)于所述調(diào)味架上的位置記錄在所述存儲器上，在所述調(diào)味架的位置處由所述第二激光組件釋放一種添味劑。
32.一種添味劑輸出裝置，包括一個(gè)添味劑點(diǎn)位陣列，所述添味劑點(diǎn)位的每一個(gè)包括一種添味劑，其中在把預(yù)定級的能量施加到所述添味劑點(diǎn)位上時(shí)氣味的釋放發(fā)生；和一個(gè)起動(dòng)器，選擇性地把所述預(yù)定級能量施加到所述添味劑點(diǎn)位上。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，并且其中所述添味劑每一種在外殼中。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，并且其中把所述添味劑約束在一個(gè)矩陣中。
35.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且其中所述起動(dòng)器施加熱能、光能及機(jī)械能的至少一種。
36.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且其中所述起動(dòng)器包括一個(gè)刻劃工具。
37.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且其中所述外殼具有在施加所述預(yù)定級能量時(shí)局部破裂的性質(zhì)。
38.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且其中所述外殼具有在施加所述預(yù)定級能量時(shí)增大的滲透性。
39.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且其中所述起動(dòng)器包括一個(gè)產(chǎn)生激光輻射束和把所述光束指向外殼的激光器。
40.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且其中把所述氣味點(diǎn)位安裝在一個(gè)基片上，并且所述添味劑輸出裝置進(jìn)一步包括連接到所述基片上的一個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置，該運(yùn)動(dòng)裝置相對于所述起動(dòng)器運(yùn)動(dòng)所述基片以便選擇性地把所述氣味點(diǎn)位之一與所述起動(dòng)器對準(zhǔn)，從而所述起動(dòng)器選擇性地把所述預(yù)定級能量施加到所述氣味點(diǎn)位。
41.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且其中把所述氣味點(diǎn)位安裝在一個(gè)基片上，并且所述添味劑輸出裝置進(jìn)一步包括連接到所述起動(dòng)器上的一個(gè)運(yùn)動(dòng)裝置，該運(yùn)動(dòng)裝置相對于所述基片運(yùn)動(dòng)所述所述起動(dòng)器以便選擇性地把所述氣味點(diǎn)位之一與所述起動(dòng)器對準(zhǔn)，從而所述起動(dòng)器選擇性地把所述預(yù)定級能量施加到所述氣味點(diǎn)位。
42.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且包括一個(gè)連接到所述起動(dòng)器上的控制器，該控制器控制所述起動(dòng)器選擇性地把所述預(yù)定級能量施加到所述氣味點(diǎn)位哪個(gè)上。
43.根據(jù)權(quán)利要求32-34任一項(xiàng)所述的添味劑輸出裝置，并且包括一個(gè)在所述氣味點(diǎn)位上產(chǎn)生空氣流動(dòng)的風(fēng)扇。
44.一種添味劑輸出裝置，包括多個(gè)儲罐，每個(gè)包含一種添味劑；和一個(gè)可選擇的添味劑釋放機(jī)構(gòu)，與所述多個(gè)儲罐相關(guān)聯(lián)，以便從其選擇性地釋放添味劑。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)，并且包括一個(gè)在所述氣味儲罐上產(chǎn)生空氣流動(dòng)的風(fēng)扇。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，并且其中所述可選擇添味劑釋放機(jī)構(gòu)包括一個(gè)滴請求噴墨型機(jī)構(gòu)。
47.一種添味劑輸出裝置，包括一個(gè)帶有第一和第二背對著的表面的基片，一個(gè)激光讀/寫存儲器形成在其第一表面上，而一個(gè)添味劑調(diào)味架形成在其第二表面上。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，并且也包括第一和第二激光組件，所述第一激光組件可操作地與所述存儲器交互作用，而所述第二激光組件可操作地與所述添味劑調(diào)味架交互作用。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，并且其中所述第一激光組件可操作地把關(guān)于所述調(diào)味架的位置記錄在所述存儲器上，在所述調(diào)味架處由所述第二激光組件釋放一種添味劑。
50.一種用來復(fù)制氣味的方法，包括提供一個(gè)表示一種任意氣味的添味劑指紋；提供一個(gè)添味劑輸出裝置，帶有一個(gè)包含多種預(yù)定添味劑的調(diào)味架，每種添味劑具有一個(gè)預(yù)定添味劑指紋，所述添味劑輸出裝置響應(yīng)一個(gè)添味劑濃度向量提供一種合成氣味；及把所述添味劑指紋輸入到一個(gè)添味劑濃度向量發(fā)生器，后者利用所述預(yù)定添味劑指紋產(chǎn)生所述添味劑濃度向量。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，并且包括按照多個(gè)添味劑指紋預(yù)定義所述調(diào)味架的所述添味劑，其中所述調(diào)味架包括由q個(gè)添味劑向量(ω1，1，ω1，2，…ω1，n)、(ω2，1，ω2，2，…ω2，n)、…(ωq，1，ωq，2，…ωq，n)的一個(gè)矩陣M定義的q種添味劑。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，并且包括產(chǎn)生指令所述調(diào)味架如何混合q種添味劑的一個(gè)濃度向量b，以便產(chǎn)生模仿輸入氣味r的輸出氣味r’，其中乘以濃度向量b的矩陣M產(chǎn)生添味劑向量ω’＝(ω’1，ω’2，…ω’n)，并且選擇濃度向量b，以便使距離||M·b－ω||＝||ω’－ω||＝δ最小。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，并且包括計(jì)算q種添味劑按照δ把輸入氣味覆蓋到什么程度。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，并且包括通過研究由此引起的δ最小的變化，研究把新的、另外的添味劑添加到調(diào)味架上的效果。
55.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，并且包括通過研究由此引起的δ最小的變化，研究從調(diào)味架減去添味劑的的效果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用來產(chǎn)生一個(gè)添味劑濃度向量的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:一個(gè)添味劑指紋發(fā)生器,提供一個(gè)表示任意氣味的添味劑指紋;及一個(gè)添味劑濃度向量發(fā)生器,接收添味劑指紋,并且產(chǎn)生一個(gè)添味劑濃度向量。也公開了一種用來復(fù)制氣味的方法,該方法包括提供一個(gè)表示任意氣味的添味劑指紋。
文檔編號G01N27/00GK1332644SQ99811975
公開日2002年1月23日 申請日期1999年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月10日
發(fā)明者伊利澤·菲什, 薩吉特·芬克, 戴維·哈羅爾, 多倫·藍(lán)斯特 申請人:森塞特公司, 耶達(dá)研究與開發(fā)有限公司