特表 2022-550531 嗅覚センサシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-12-02

(54)【発明の名称】嗅覚センサシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/12 20060101AFI20221125BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20221125BHJP

   G01N 33/00 20060101ALI20221125BHJP

【ＦＩ】

G01N27/12 A

G01N1/00 101R

G01N33/00 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022519269

(86)(22)【出願日】2020-09-23

(85)【翻訳文提出日】2022-05-24

(86)【国際出願番号】 US2020052197

(87)【国際公開番号】W WO2021067094

(87)【国際公開日】2021-04-08

(31)【優先権主張番号】16/591,298

(32)【優先日】2019-10-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．テフロン

２．ＴＥＮＳＯＲＦＬＯＷ

(71)【出願人】

【識別番号】516326438

【氏名又は名称】エックス デベロップメント エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100126480

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 睦

(72)【発明者】

【氏名】ゴゴアナ，ラドゥ

(72)【発明者】

【氏名】メータ，ロヒントン

【テーマコード（参考）】

2G046

2G052

【Ｆターム（参考）】

2G046BA07

2G046BA09

2G046BG05

2G046BG07

2G046BH02

2G046BH03

2G046BH04

2G046BH05

2G046DC18

2G052AD02

2G052CA04

2G052CA14

2G052GA23

2G052HC22

2G052HC23

2G052HC45

(57)【要約】

【課題】 ガスセンサの周りの周辺環境内の検体の存在を検出することである。
【解決手段】 複数のガスセンサを含むマルチモードガスセンサアレイを構成する方法、システム、及び装置。複数のガスセンサは、ガスセンサの第１のタイプ及びガスセンサの第２の異なるタイプを含む。試験ガスがガスセンサに提供され、ここで試験ガスは既知の検体を含む。試験ガス内の既知の検体に応答してガスセンサのそれぞれによって生成されたデータが収集される。閾値応答を充足する及び閾値時間応答を充足する試験ガス中の既知の検体に対するガスセンサの応答に基づいて、ガスセンサの適切なサブセットが、最適化されたガスセンサアレイ内に含まれるように選択される。マルチモードガスセンサアレイは、ガスセンサの適切なサブセットを使用して構成される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチモードガスセンサアレイを構成する方法であって、
複数のガスセンサを提供することであって、前記複数のガスセンサは、ガスセンサの第１タイプと、前記ガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプと、を含む、複数のガスセンサを提供することと、
前記複数のガスセンサに試験ガスを提供することであって、前記試験ガスは、複数の既知の検体を含む、試験ガスを提供することと、
データ処理装置により、前記試験ガスに応答して前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサによって生成されたデータを収集することであって、前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサからの前記生成されたデータは、前記試験ガス中の前記複数の既知の検体の１つ又は複数の検体に対する前記ガスセンサの応答を包含する、前記生成されたデータを収集することと、
前記データ処理装置により、最適化されたガスセンサアレイ内に包含するように前記複数のガスセンサからのガスセンサの適切なサブセットを選択することであって、
閾値応答を充足する前記試験ガス中の前記複数の既知の検体のうちの前記１つ又は複数の検体に対する特定のセンサの前記応答に基づいて、前記複数のガスセンサから前記特定のガスセンサを選択すること、及び、
閾値時間応答を充足する前記選択されたガスセンサに基づいて、ガスセンサの前記適切なサブセット内において前記選択されたガスセンサを包含するように決定すること、
を含む、前記ガスセンサの適切なサブセットを選択することと、
前記ガスセンサの適切なサブセットを使用して前記マルチモードガスセンサアレイを構成することと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記ガスセンサの第１のタイプ及び前記ガスセンサの第２のタイプは、有機タイプガスセンサ及び無機タイプガスセンサの１つであり得る、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ガスセンサの第１のタイプ及び前記ガスセンサの第２のタイプのそれぞれは、前記試験ガスの前記複数の既知の検体に対する異なる応答を有する、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記試験ガスを提供することは、
対象の検体の第１の既知の濃度を提供することと、
対象ではない検体の第２の既知の濃度を提供することと、
前記試験ガスを生成するために、前記対象の検体の前記第１の既知の濃度と前記対象ではない検体の前記第２の既知の濃度を混合することと、
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記複数のガスセンサに前記試験ガスを提供することは、特定の温度及び特定の相対湿度を包含する制御された環境内において前記試験ガスを提供することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記複数のガスセンサに前記試験ガスを提供することは、既知の時間の期間にわたって５立方フィート／時未満の流量において前記試験ガスを提供することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記ガスセンサの前記応答は、前記ガスセンサの電気抵抗率の変化の尺度を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記ガスセンサの前記電気抵抗率の前記変化は、前記試験ガスへの曝露の前に、前記試験ガスへの曝露の際に、及び、前記試験ガスへの曝露の終了の後に、計測される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記閾値応答をそれぞれが充足している前記ガスセンサのサブセットは、前記試験ガス中の前記複数の検体の１つ又は複数の検体に対する閾値反応性を充足していることを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記閾値時間応答は、前記試験ガスへの特定のガスセンサの曝露と前記閾値応答への到達との間の時間の量を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記閾値時間応答は、前記試験ガスへの曝露の終了の後に前記特定のガスセンサがベースライン読取りに到達するための回復時間を更に含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記ガスセンサの適切なサブセットを使用して前記マルチモードガスセンサアレイを構成することは、ガス検知装置の前記マルチモードガスセンサアレイにおける包含のために、前記複数のガスセンサの前記ガスセンサの適切なサブセットのみを選択することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記ガスセンサの適切なサブセットを使用して前記マルチモードガスセンサアレイを構成することは、前記複数のガスセンサの前記ガスセンサの適切なサブセットのみから、第２試験ガスに対する曝露に応答して、前記ガスセンサの適切なサブセットのそれぞれのガスセンサによって生成されたデータを収集することを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記個々のガスセンサの前記応答に基づいて選択された、第１ガスセンサ及び第２ガスセンサを決定することと、
前記第１ガスセンサ及び前記第２ガスセンサが前記複数の検体の同一の検体の組に対して類似の応答を有していると決定することと、
前記第１ガスセンサの第１時間応答が前記第２ガスセンサの第２時間応答未満であると決定することと、
前記サブセット内において前記第１ガスセンサのみを包含するように決定することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

マルチモードガス検知装置であって、
複数のガスセンサを含み、前記複数のガスセンサは、ガスセンサの第１タイプと、前記ガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプと、を含み、前記マルチモードガス検知アレイは、前記複数のガスセンサの、ガスセンサの適切なサブセットを利用するように構成されており、前記構成することは、
前記複数のガスセンサに試験ガスを提供することであって、前記試験ガスは複数の既知の検体を含む、試験ガスを提供することと、
データ処理装置により、前記試験ガスに応答して前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサによって生成されたデータを収集することであって、前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサからの前記生成されたデータは、前記試験ガス中の前記複数の既知の検体の１つ又は複数の検体への前記ガスセンサの応答を包含する、前記生成されたデータを収集することと、
前記データ処理装置により、最適化されたガスセンサアレイ内において包含するように、前記複数のガスセンサからのガスセンサの適切なサブセットを選択することであって、
閾値応答を充足している前記試験ガス中の前記複数の既知の検体のうちの前記１つ又は複数の検体への特定のセンサの前記応答に基づいて、前記複数のガスセンサから前記特定のガスセンサを選択すること、及び、
閾値時間応答を充足している前記選択されたガスセンサに基づいて前記ガスセンサの適切なサブセット内において前記選択されたガスセンサを包含するように決定すること、
を含む、前記ガスセンサの適切なサブセットを選択することと、
前記ガスセンサの適切なサブセットを使用して前記マルチモードガス検知装置を構成することと、
を含む、装置。

【請求項16】

前記ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第２タイプは、有機タイプガスセンサ及び無機タイプガスセンサの１つであり得る、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第２タイプのそれぞれは、前記試験ガスの前記複数の既知の検体に対して異なる応答を有する、請求項１５に記載の装置。

【請求項18】

前記ガスセンサの前記応答は、前記ガスセンサの電気抵抗率の変化の尺度を含む、請求項１５に記載の装置。

【請求項19】

前記ガスセンサの適切なサブセットを利用するように前記マルチモードガス検知装置を構成することは、前記マルチモードガス検知装置内における包含のために、前記複数のガスセンサの前記ガスセンサの適切なサブセットのみを選択することを含む、請求項１５に記載の装置。

【請求項20】

前記ガスセンサの適切なサブセットを利用して前記マルチモードガス検知装置を構成することは、前記複数のガスセンサの前記ガスセンサの適切なサブセットのみから、第２試験ガスに対する曝露に応答して前記ガスセンサの適切なサブセットのそれぞれのガスセンサによって生成されたデータを収集することを含む、請求項１５に記載の装置。

【請求項21】

マルチモードガス検知装置であって、
ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを包含する複数のガスセンサであって、前記ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第２タイプのそれぞれは、検体の個々の組に対して感応性である、複数のガスセンサと、
前記複数のガスセンサを保持するように構成されたハウジングと、
前記ハウジングに結合された及び前記複数のガスセンサとの流体接触状態にあるガス入口であって、前記ガス入口を介して導入されたガスに前記複数のガスセンサを曝露するように構成されたガス入口と、
前記ハウジングに結合され、前記ハウジング、ガス入口、及び複数のガスセンサの温度を特定の温度に調節するように構成された環境コントローラと、
前記複数のガスセンサ及び前記環境コントローラとのデータ通信状態にあるデータ処理装置と、
を含む、装置。

【請求項22】

前記ガスセンサの第１タイプは、対象の検体の第１の組に対して感応性であり、及び、前記ガスセンサの第２のタイプは、対象の検体の第２の異なる組に対して感応性である、請求項２１に記載の装置。

【請求項23】

前記ガスセンサの第１のタイプは、有機タイプの検体に対して感応性であり、及び、前記ガスセンサの第２のタイプは、無機タイプの検体に対して感応性である、請求項２２に記載の装置。

【請求項24】

前記ハウジングは、対象の複数の検体に対して反応しない材料を含む、請求項２１に記載の装置。

【請求項25】

前記ハウジングは、前記ガス入口に進入する前に前記ガスと相互作用するように及び前記ガスの温度を前記特定の温度に調節するように構成された熱交換コンポーネントを更に含む、請求項２１に記載の装置。

【請求項26】

前記ガス入口は、５立方フィート／時未満の流量において前記ガスのフローを調節するように構成される、請求項２１に記載の装置。

【請求項27】

前記データ処理装置は、前記複数のセンサ、ガス入口、及び環境コントローラの動作条件の時間依存性計測を収集するように構成される、請求項２１に記載の装置。

【請求項28】

前記動作条件は、前記ガス入口を介した前記ガスへの曝露の前の、前記ガスへの曝露の際の、及び、前記ガスへの曝露の終了の後の、前記複数のセンサのそれぞれの応答を含む、請求項２７に記載の装置。

【請求項29】

前記環境コントローラは、前記ハウジング、ガス入口、及び複数のガスセンサの相対湿度を特定の相対湿度に調節するように更に構成される、請求項２１に記載の装置。

【請求項30】

マルチモードガス検知装置用の方法であって、
ハウジングに結合された及び前記ハウジング内の複数のガスセンサとの流体接触状態にあるガス入口を介して試験ガスを受け取ることであって、前記複数のガスセンサは、ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを含み、前記ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第２タイプのそれぞれは、検体の個々の組に対して感応性である、試験ガスを受け取ることと、
前記ハウジングに結合され、前記ハウジング、ガス入口、及び複数のガスセンサの温度を調節するように構成された環境コントローラにより、前記試験ガスを特定の温度に調節することと、
前記複数のガスセンサ及び前記環境コントローラとのデータ通信状態にあるデータ処理装置により、前記複数のガスセンサからの応答データを記録することと、
前記データ処理装置により、及び、前記環境コントローラから、前記特定の温度を記録することと、
前記データ処理装置により、及び、前記応答データ及び前記特定の温度を使用して、前記試験ガスの１つ又は複数の特性を決定することと、
を含む、方法。

【請求項31】

前記ガスセンサの第１タイプは、対象の検体の第１の組に対して感応性であり、及び、前記ガスセンサの第２のタイプは、対象の検体の第２の異なる組に対して感応性である、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

前記ガスセンサの第１のタイプは、有機タイプの検体に対して感応性であり、及び、前記ガスセンサの第２のタイプは、無機タイプの検体に対して感応性である、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

前記ハウジング内に存在する、及び、前記ガス入口に進入する前に前記試験ガスと相互作用するように及び前記試験ガスの温度を前記特定の温度に調節するように構成された、熱交換コンポーネントにより、前記試験ガスの温度を調節することを更に含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項34】

前記ガス入口において前記試験ガスを受け取ることは、５立方フィート／時未満の流量において前記試験ガスのフローを調節することを含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項35】

前記応答データは、前記複数のセンサ、ガス入口、及び環境コントローラの動作条件の時間依存性計測を含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項36】

前記応答データは、前記ガス入口を介した前記試験ガスへの曝露の前の、前記試験ガスへの曝露の際の、及び、前記試験ガスへの曝露の終了の後の、前記複数のセンサのそれぞれの応答を含む、請求項３５に記載の方法。

【請求項37】

前記環境コントローラにより、前記ハウジング、ガス入口、及び複数のガスセンサの相対湿度を特定の相対湿度に調節することを更に含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項38】

前記試験ガスの前記１つ又は複数の特性は、前記試験ガス中の対象の検体の濃度を含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項39】

マルチモードガスセンサアレイをトレーニングする方法であって、
複数の試験ガス用のトレーニングデータを生成することであって、それぞれの試験ガスは、複数の検体を含み及び第１環境を表しており、それぞれの試験ガスごとにトレーニングデータを生成することは、
動作条件の第１の組において、前記試験ガスに複数のガスセンサを含む前記マルチモードガスセンサアレイを曝露させることであって、前記複数のガスセンサは、ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを含む、前記マルチモードガスセンサアレイを曝露させること、
データ処理装置により、及び、前記複数のガスセンサのそれぞれから、前記動作条件の第１の組において前記試験ガスに応答して前記複数のガスセンサのそれぞれごとに応答データを含む、サンプルデータの第１の組を収集すること、
前記サンプルデータの第１の組から、前記試験ガス用の前記複数のガスセンサからのガスセンサのサブセットを選択することであって、前記ガスセンサのサブセットのそれぞれのガスセンサごとに収集された前記応答データは、閾値応答を充足している、前記ガスセンサのサブセットを選択すること、
動作条件の第２の組の下において、前記試験ガスに前記マルチモードガス検知アレイの前記複数のガスセンサを曝露させること、
前記データ処理装置により、及び、前記ガスセンサのサブセットのそれぞれから、前記動作条件の第２の組の下において前記試験ガスに応答して前記ガスセンサのサブセットのそれぞれのごとに応答データを含む、サンプルデータの第２の組を収集すること、並びに、
前記ガスセンサのサブセットのそれぞれからの前記サンプルデータの第１の組及び前記サンプルデータの第２の組から、前記第１環境を表す前記試験ガス用のトレーニングデータを生成すること、
を含む、前記トレーニングデータを生成することと、
機械学習モデルに前記トレーニングデータを提供することと、
を含む、方法。

【請求項40】

前記応答データは、前記試験ガスへの前記曝露の際の所定の時間の期間にわたるガスセンサ電気抵抗率の尺度を含む、請求項３９に記載の方法。

【請求項41】

前記トレーニングデータを使用して前記機械学習モデルをトレーニングすることと、
前記ガスセンサのサブセットに、動作条件の第３の組の下において前記複数の試験ガスの特定の試験ガスを提供することと、
前記ガスセンサのサブセットのそれぞれから、サンプルデータの第３の組を収集することと、
前記機械学習モデルに前記サンプルデータの第３の組を提供することと、
前記機械学習モデルにより、前記動作条件の第３の組の下において前記特定の試験ガスを記述する特性を決定することと、
を更に含む、請求項３９に記載の方法。

【請求項42】

前記動作条件の第３の組の下において前記試験ガスを記述する特性を決定することは、前記機械学習モデルにより、前記動作条件の第３の組の下において前記試験ガス中の第１検体の第１濃度を識別することを含む、請求項４１に記載の方法。

【請求項43】

前記動作条件の第２の組の下において前記試験ガスに前記複数のガスセンサを曝露させる前に、前記複数のガスセンサを所定の時間の期間にわたって不活性ガスに曝露させることを更に含む、請求項３９に記載の方法。

【請求項44】

前記所定の時間の期間は、前記複数のセンサのそれぞれがベースライン抵抗率読取りに到達するための時間の量である、請求項４３に記載の方法。

【請求項45】

前記動作条件の第１の組は、前記複数の検体の対象の第１の検体の第１濃度及び前記複数の検体の対象ではない第２の検体の第２濃度を含む、請求項３９に記載の方法。

【請求項46】

前記動作条件の第２の組は、前記複数の検体の前記対象の検体の第３濃度及び前記複数の検体の前記対象ではない検体の第４濃度を含み、前記第３濃度は、前記第１濃度とは異なる、請求項４５に記載の方法。

【請求項47】

前記動作条件の第１の組及び前記動作条件の第２の組は、前記試験ガス及びセンサのサブセットの個々の温度及び前記試験ガス及びセンサのサブセットの個々の相対湿度を更に含む、請求項３９に記載の方法。

【請求項48】

前記動作条件の第２の組は、前記複数の検体の対象の第２検体の第１濃度及び前記複数の検体の前記対象ではない検体の前記第２濃度を含む、請求項４６に記載の方法。

【請求項49】

マルチモードガスセンサ用のトレーニングデータを生成するシステムであって、
複数のガスセンサを含むマルチモードガス検知アレイであって、前記複数のガスセンサは、ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを含む、マルチモードガス検知アレイと、
複数の試験ガスであって、それぞれが複数の検体を含み及び第１環境を表す試験ガスと、
前記マルチモードガス検知アレイとのデータ通信状態にあるデータ処理装置と、
を含み、前記データ処理装置は、
動作条件の第１の組において、前記複数の試験ガスのある試験ガスに前記マルチモードガスセンサを曝露させること、
前記複数のガスセンサのそれぞれから、前記動作条件の第１の組において前記試験ガスに応答して、前記複数のガスセンサのそれぞれごとに応答データを含む、サンプルデータの第１の組を収集すること、
前記サンプルデータの第１の組から、前記試験ガス用の前記複数のガスセンサからガスセンサのサブセットを選択することであって、前記ガスセンサのサブセットのそれぞれのガスセンサごとに収集された前記応答データは、閾値応答を充足している、前記ガスセンサのサブセットを選択すること、
動作条件の第２の組の下において、前記マルチモードガス検知アレイの前記複数のガスセンサを、前記試験ガスに曝露させること、
前記ガスセンサのサブセットのそれぞれから、前記動作条件の第２の組の下において前記試験ガスに応答して、前記ガスセンサのサブセットのそれぞれごとに応答データを含む、サンプルデータの第２の組を収集すること、
前記ガスセンサのサブセットのそれぞれからの前記サンプルデータの第１の組及び前記サンプルデータの第２の組から、前記第１環境を表す前記試験ガス用のトレーニングデータを生成すること、並びに、
機械学習モデルに前記トレーニングデータを提供すること、
を含む動作を実行するように構成される、システム。

【請求項50】

前記応答データは、前記試験ガスへの前記曝露の際の所定の時間の期間にわたるガスセンサ電気抵抗率の尺度を含む、請求項４９に記載のシステム。

【請求項51】

前記データ処理装置は、
前記トレーニングデータを使用して前記機械学習モデルをトレーニングすること、
前記ガスセンサのサブセットに、動作条件の第３の組の下において前記複数の試験ガスの特定の試験ガスを提供すること、
前記ガスセンサのサブセットのそれぞれから、サンプルデータの第３の組を収集すること、
前記機械学習モデルに前記サンプルデータの第３の組を提供すること、及び、
前記機械学習モデルにより、前記動作条件の第３の組の下において前記特定の試験ガスを記述する特性を決定すること、
を含む動作を実行するように更に構成される、請求項４９に記載のシステム。

【請求項52】

前記データ処理装置は、
前記動作条件の第２の組の下において前記複数のガスセンサを前記試験ガスに曝露する前に、所定の時間の期間にわたって、前記複数のガスセンサを不活性ガスに曝露させることを含む動作を実行するように更に構成される、請求項４９に記載のシステム。

【請求項53】

前記所定の時間の期間は、前記複数のセンサのそれぞれがベースライン抵抗率読取りに到達するための時間の量である、請求項５２に記載のシステム。

【請求項54】

前記動作条件の第１の組は、前記複数の検体の対象の第１の検体の第１濃度及び前記複数の検体の対象ではない第２の検体の第２濃度を含む、請求項４９に記載のシステム。

【請求項55】

前記動作条件の第２の組は、前記複数の検体の前記対象の検体の第３濃度及び前記複数の検体の前記対象ではない検体の第４濃度を含み、前記第３濃度は、前記第１濃度とは異なる、請求項５４に記載のシステム。

【請求項56】

前記動作条件の第１の組及び前記動作条件の第２の組は、前記試験ガス及びセンサのサブセットの個々の温度及び前記試験ガス及びセンサのサブセットの個々の相対湿度を更に含む、請求項４９に記載のシステム。

【請求項57】

前記動作条件の第２の組は、前記複数の検体の対象の第２の検体の第１濃度及び前記複数の検体の前記対象ではない検体の前記第２濃度を含む、請求項５６に記載のシステム。

【請求項58】

マルチモードガス検知アレイ用のトレーニングシステムであって、
複数のガスセンサを包含するマルチモードガス検知アレイであって、前記複数のガスセンサは、ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを含み、それぞれのガスセンサは、検体の個々の組に対して感応性である、マルチモードガス検知アレイと、
前記マルチモードガス検知アレイに流体的に結合され、前記マルチモードガス検知アレイにガスを提供するように構成された、ガスマニホルドであって、
対象の検体を含むガス源、及び、
対象ではない検体を含む交絡ガス源、
を含むガスマニホルドと、
前記マルチモードガス検知アレイ及び前記ガスマニホルドとのデータ通信状態にある、データ処理装置であって、
前記データ処理装置により、前記マルチモードガス検知アレイの第１状態について記述している第１ラベルを記録するように構成され、
前記ガスマニホルドにより、及び、前記マルチモードガス検知アレイに、第１試験ガスを提供し、前記第１試験ガスは、前記対象の検体の第１濃度及び前記対象ではない検体の第２濃度を含むように構成され、
前記データ処理装置により、前記第１試験ガスに応答して前記マルチモードガス検知アレイの前記複数のガスセンサのそれぞれからサンプルデータの組を収集するように構成され、並びに、
前記データ処理装置により、前記マルチモードガス検知アレイの第２状態について記述している第２ラベルを記録するように構成された、データ処理装置と、
を含む、システム。

【請求項59】

前記ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第２タイプは、それぞれ、複数の検体の異なる検体の組に対して感応性である、請求項５８に記載のシステム。

【請求項60】

前記第１ラベルは、前記第１試験ガスを提供する前に、前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサの第１タイムスタンプ及びベースライン応答計測値を含む、請求項５８に記載のシステム。

【請求項61】

前記ベースライン応答計測値は、前記ガスセンサの抵抗率計測値である、請求項６０に記載のシステム。

【請求項62】

前記第１試験に応答する前記マルチモードガス検知アレイの前記複数のガスセンサのそれぞれからの前記サンプルデータの組は、前記第１試験ガスに対する前記複数のガスセンサのそれぞれの時間依存性応答を含む、請求項６１に記載のシステム。

【請求項63】

前記時間依存性応答は、経時的な前記ガスセンサの抵抗の尺度を含む、請求項６２に記載のシステム。

【請求項64】

前記第２ラベルは、前記ガスセンサへの前記第１試験ガスの曝露の終了におけるそれぞれのガスセンサごとの第２タイムスタンプ及び応答計測値を含む、請求項６３に記載のシステム。

【請求項65】

前記複数のガスセンサのそれぞれからサンプルデータの第２の組を収集することを更に含み、前記サンプルデータの第２の組は、前記第１試験ガスへの前記複数のガスセンサの曝露を終了した後の前記複数のガスセンサのそれぞれの時間存性回復応答を含む、請求項６４に記載のシステム。

【請求項66】

タイムスタンプを含む前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサごとの第３ラベルを記録することを更に含み、前記第３ラベルは、前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサごとの応答計測値が前記第１試験ガスを提供する前の前記ベースライン応答計測値にマッチングしている場合に記録される、請求項６５に記載のシステム。

【請求項67】

前記第１試験ガスに対する前記複数のガスセンサからのガスセンサの応答サブセットを識別することを更に含み、前記ガスセンサの応答サブセットを識別することは、
前記サンプルデータの組内において記録される閾値応答を有するそれぞれのガスセンサを識別することと、
前記応答サブセットから、閾値時間未満である前記第３タイムスタンプと第１タイムスタンプとの間の差を有する、ガスセンサの適切なサブセットを選択することと、
を含む、請求項６６に記載のシステム。

【請求項68】

マルチモードガス検知アレイをトレーニングする方法であって、
前記マルチモードガス検知アレイ及びガスマニホルドとのデータ通信状態にあるデータ処理装置により、前記マルチモードガス検知アレイの第１状態について記述している第１ラベルを記録することであって、前記モードガス検知アレイは、ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを包含する複数のガスセンサを含み、それぞれのガスセンサは、検体の個々の組に対して感応性である、前記第１ラベルを記録することと、
前記ガスマニホルドにより、及び、前記マルチモード検知アレイに、第１試験ガスを提供することであって、前記第１試験ガスは、対象の検体の第１濃度及び対象ではない検体の第２濃度を含む、第１試験ガスを提供することと、
前記データ処理装置により、前記第１試験ガスに応答して前記マルチモードガス検知アレイの前記複数のガスセンサのそれぞれからサンプルデータの組を収集することと、
前記データ処理装置により、前記マルチモードガス検知アレイの第２状態について記述している第２ラベルを記録することと、
を含む、方法。

【請求項69】

前記ガスセンサの第１タイプ及び前記ガスセンサの第２タイプは、それぞれ、複数の検体の異なる検体の組に対して感応性である、請求項６８に記載の方法。

【請求項70】

前記第１ラベルは、前記第１試験ガスを提供する前の前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサごとの第１タイムスタンプ及びベースライン応答計測値を含む、請求項６８に記載の方法。

【請求項71】

前記ベースライン応答計測値は、前記ガスセンサの抵抗率計測値である、請求項７０に記載の方法。

【請求項72】

前記第１試験に応答した前記マルチモードガス検知アレイの前記複数のガスセンサのそれぞれからの前記サンプルデータの組は、前記第１試験ガスに対する前記複数のガスセンサのそれぞれの時間依存性応答を含む、請求項７１に記載の方法。

【請求項73】

前記時間依存性応答は、経時的な前記ガスセンサの抵抗の尺度を含む、請求項７２に記載の方法。

【請求項74】

前記第２ラベルは、前記ガスセンサへの前記第１試験ガスの曝露の終了におけるそれぞれのガスセンサの第２タイムスタンプ及び応答計測値を含む、請求項７３に記載の方法。

【請求項75】

前記複数のガスセンサのそれぞれからサンプルデータの第２の組を収集することを更に含み、前記サンプルデータの第２の組は、前記第１試験ガスへの前記複数のガスセンサの曝露を終了した後の前記複数のガスセンサのそれぞれの時間依存性回復応答を含む、請求項７４に記載の方法。

【請求項76】

タイムスタンプを含む前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサごとの第３ラベルを記録することを更に含み、前記第３ラベルは、前記複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサごとの応答計測値が前記第１試験ガスを提供する前の前記ベースライン応答計測値にマッチングしている場合に記録される、請求項７５に記載の方法。

【請求項77】

前記第１試験ガスに対する前記複数のガスセンサからのガスセンサの応答サブセットを識別することを更に含み、前記ガスセンサの応答サブセットを識別することは、
前記サンプルデータの組内において記録される閾値応答を有するそれぞれのガスセンサを識別することと、
前記応答サブセットから、閾値時間未満である第３タイムスタンプと第１タイムスタンプとの間の差を有する、ガスセンサの適切なサブセットを選択することと、
を含む、請求項７６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、「MACHINE OLFACTION SYSTEM AND METHOD」という題名の２０１９年１０月２日付けで出願された米国特許出願第１６／５９１，２９８号への優先権を主張するものであり、その文献の開示内容は引用により本明細書に包含される。

【背景技術】

【0002】

背景
[0001] ガスセンサアレイは、ガスセンサの周りの周辺環境内の検体の存在を検出するために使用することができる。例えば、揮発性の有機化合物などの周辺環境内の特定の検体の検出は、安全性、製造、及び／又は環境監視用途において有用であり得る。個々のガスセンサは、検体の特定のサブセットに対して異なる方式で感応性であるように及びその他の検体に対しては反応しないようにすることができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

概要
[0002] 本明細書は、マルチモードガス検知アレイに関係するシステム、方法、装置、及びその他の技法について記述する。異なる方式で感度が付与されたガスセンサのアレイは、マルチモードガスセンサアレイが曝露される様々な検体組成に固有の出力信号の認識可能なパターンを生成するために使用することができる。

【課題を解決するための手段】

【0004】

[0003] 一般に、本明細書において記述される主題の革新的な一態様は、複数のガスセンサを提供することを含むマルチモードガスセンサアレイを構成する方法において実施することが可能であり、複数のガスセンサは、ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを含む。試験ガスが複数のガスセンサに提供され、試験ガスは、複数の既知の検体を含み、及び、試験ガスに応答して複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサによって生成されるデータは、データ処理装置によって収集され、複数のセンサのそれぞれのガスセンサからの生成されたデータは、試験ガス中の複数の既知の検体の１つ又は複数の検体に対するガスセンサの応答を含む。最適化されたガスセンサアレイ内において含まれるように、ガスセンサの適切なサブセットが複数のガスセンサからデータ処理装置によって選択され、選択は、閾値応答を充足する試験ガス中の複数の既知の検体の１つ又は複数の検体に対する特定のセンサの応答に基づいて、複数のガスセンサから特定のガスセンサを選択することと、閾値時間応答を充足する選択されたガスセンサに基づいて、ガスセンサの適切なサブセット内において選択されたガスセンサを含むように決定することと、ガスセンサの適切なサブセットを使用してマルチモードガスセンサを構成することと、を含む。

【0005】

[0004] これらの及びその他の実施形態は、それぞれ、以下の特徴の１つ又は複数を任意選択により含み得る。いくつかの実装形態において、ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第２タイプは、有機タイプのガスセンサ及び無機タイプのガスセンサの１つであってよい。ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第２タイプは、それぞれ、試験ガスの複数の既知の検体に対する異なる応答を有し得る。

【0006】

[0005] いくつかの実装形態において、試験ガスの提供は、対象の検体の第１の既知の濃度を提供することと、対象ではない検体の第２の既知の濃度を提供することと、試験ガスを生成するために対象の検体の第１の既知の濃度と対象ではない検体の第２の既知の濃度を混合することと、を含み得る。ガスセンサに試験ガスを提供することは、特定の温度及び特定の相対湿度を含む制御された環境内において試験ガスを提供することを含み得る。ガスセンサに試験ガスを提供することは、既知の時間の期間にわたって５立方フィート／時未満の流量において試験ガスを提供することを含み得る。

【0007】

[0006] いくつかの実装形態において、ガスセンサの応答は、ガスセンサの電気抵抗率の変化の尺度であることが可能であり、ガスセンサの電気抵抗率の変化は、試験ガスに対する曝露の前に、試験ガスへの曝露の際に、及び、試験ガスに対する曝露の終了の後に、計測することができる。

【0008】

[0007] いくつかの実装形態において、それぞれが閾値応答を充足するガスセンサのサブセットは、試験ガス中の複数の検体の１つ又は複数の検体に対する閾値反応性を充足することを含む。

【0009】

[0008] いくつかの実装形態において、閾値時間応答は、試験ガスに対する特定のガスセンサの曝露と閾値応答への到達の間の時間の量を含む。閾値時間応答は、特定のガスセンサが試験ガスへの曝露の終了の後にベースライン読取りに到達するための回復時間を更に含み得る。

【0010】

[0009] いくつかの実装形態において、ガスセンサの適切なサブセットを使用してマルチモードガスセンサアレイを構成することは、ガス検知装置のマルチモードガスセンサアレイ内における包含のために複数のガスセンサのガスセンサの適切なサブセットのみを選択することを含む。ガスセンサの適切なサブセットを使用してマルチモードガスセンサアレイを構成することは、第２試験ガスに対する曝露に応答して、複数のガスセンサの適切なガスセンサのサブセットのみから、ガスセンサの適切なサブセットのそれぞれのガスセンサによって生成されたデータを収集することを含み得る。

【0011】

[0010] いくつかの実装形態において、方法は、個々のガスセンサの応答に基づいて選択された第１ガスセンサ及び第２ガスセンサを決定することと、第１ガスセンサ及び第２ガスセンサが複数の検体の同一の検体の組に対する類似の応答を有していると決定することと、第１ガスセンサの第１時間応答が第２ガスセンサの第２時間応答未満であると決定することと、サブセット内において第１ガスセンサのみを含むように決定することと、を更に含む。

【0012】

[0011] 一般に、本明細書において記述される主題の革新的な別の態様は、複数の試験ガス用のトレーニングデータを生成することを含むマルチモードガスセンサアレイをトレーニングする方法において実施することが可能であり、それぞれの試験ガスは、複数の検体を含み、及び、第１環境を表している。それぞれの試験ガスごとに、トレーニングデータが、複数のガスセンサを含むマルチモードガスセンサアレイを動作条件の第１の組において試験ガスに曝露することにより、生成され、ガスセンサは、ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを含む。動作条件の第１の組において試験ガスに応答してガスセンサのそれぞれごとの応答データを含むサンプルデータの第１の組が、データ処理装置により、及び、ガスセンサのそれぞれから、収集される。複数のガスセンサからのガスセンサのサブセットが、サンプルデータの第１の組からの試験ガスについて選択され、ガスセンサのサブセットのそれぞれのガスセンサごとに収集された応答データは、閾値応答を充足している。マルチモードガス検知アレイの複数のガスセンサが、動作条件の第２の組の下において試験ガスに対して曝露され、及び、動作条件の第２の組の下において試験ガスに応答したガスセンサのサブセットのそれぞれごとの応答データを含むサンプルデータの第２の組が、データ処理装置により、及び、ガスセンサのサブセットのそれぞれから、収集される。第１環境を表す試験ガス用のトレーニングデータが、ガスセンサのサブセットのそれぞれからのサンプルデータの第１の組及びサンプルデータの第２の組から生成され、及び、トレーニングデータが、機械学習モデルに提供される。

【0013】

[0012] これらの及びその他の実施形態は、それぞれ、任意選択により、以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。いくつかの実装形態において、応答データは、試験ガスに対する曝露の際の所定の時間の期間にわたるガスセンサ電気抵抗率の尺度を含む。

【0014】

[0013] いくつかの実装形態において、方法は、ガスセンサのサブセットに動作条件の第３の組の下において複数の試験ガスの特定の試験ガスを提供し、ガスセンサのサブセットのそれぞれからサンプルデータの第３の組を収集し、機械学習モデルにサンプルデータの第３の組を提供し、及び、機械学習モデルにより、動作条件の第３の組の下において特定の試験ガスについて記述している特性を決定することにより、トレーニングデータを使用して機械学習モデルをトレーニングすることを更に含む。動作条件の第３の組の下において試験ガスを記述している特性を決定することは、機械学習モデルにより、動作条件の第３の組の下において試験ガス中の第１検体の第１濃度を識別することを含み得る。

【0015】

[0014] いくつかの実装形態において、方法は、動作条件の第２の組の下において試験ガスに複数のガスセンサを曝露させる前に所定の時間の期間にわたって不活性ガスにガスセンサを曝露させることを更に含む。所定の時間の期間は、複数のセンサのそれぞれがベースライン抵抗率読取りに到達するための時間の量であってよい。

【0016】

[0015] いくつかの実装形態において、動作条件の第１の組は、複数の検体の対象の第１検体の第１濃度及び複数の検体の対象ではない第２検体の第２濃度を含む。動作条件の第２の組は、複数の検体の対象の検体の第３濃度及び複数の検体の対象ではない検体の第４濃度を含むことが可能であり、第３濃度は、第１濃度とは異なっている。

【0017】

[0016] いくつかの実装形態において、動作条件の第１の組及び動作条件の第２の組は、試験ガス及びセンサのサブセットの個々の温度及び試験ガス及びセンサのサブセットの個々の相対湿度を更に含む。

【0018】

[0017] いくつかの実装形態において、動作条件の第２の組は、複数の検体の対象の第２の検体の第１濃度及び複数の検体の対象ではない検体の第２濃度を含む。

【0019】

[0018] 一般に、本明細書において記述される主題の革新的な別の態様は、ガスセンサの第１のタイプ及びガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２のタイプを含む複数のガスセンサを含むマルチモードガス検知装置において実施することが可能であり、ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第２のタイプのそれぞれは、検体の個々の組に対して感応性である。装置は、複数のガスセンサを保持するように構成されたハウジングと、ハウジングに結合された及び複数のガスセンサとの流体接触状態にあるガス入口と、を含み、ガス入口は、ガス入口を介して導入されたガスにガスセンサを曝露させるように構成される。装置は、ハウジングに結合された及びハウジング、ガス入口、及び複数のガスセンサの温度を特定の温度に調節するように構成された環境コントローラと、ガスセンサ及び環境コントローラとのデータ通信状態にあるデータ処理装置と、を含む。

【0020】

[0019] これらの及びその他の実施形態は、それぞれ、任意選択により、以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。いくつかの実装形態において、ガスセンサの第１のタイプは、対象の検体の第１の組に対して感応性であり、及び、ガスセンサの第２のタイプは、対象の検体の第２の異なる組に対して感応性である。ガスセンサの第１のタイプは、有機タイプの検体に対して感応性であることが可能であり、及び、ガスセンサの第２のタイプは、無機タイプの検体に対して感応性であることができる。

【0021】

[0020] いくつかの実装形態において、ハウジングは、対象の複数の検体に対して反応しない材料を含む。ハウジングは、ガス入口に進入する前にガスと相互作用するように及びガスの温度を特定の温度に調節するように構成された熱交換コンポーネントを更に含むことが可能であり、ガス入口は、５立方フィート／時未満の流量においてガスのフローを調節するように構成することができる。

【0022】

[0021] いくつかの実装形態において、データ処理装置は、複数のセンサ、ガス入口、及び環境コントローラの動作条件の時間依存性計測値を収集するように構成される。動作条件は、ガス入口を介したガスへの曝露の前の、ガスへの曝露の際の、及び、ガスへの曝露の終了の後の、センサのそれぞれの応答を含み得る。

【0023】

[0022] いくつかの実装形態において、環境コントローラは、ハウジング、ガス入口、及び複数のセンサの相対湿度を特定の相対湿度に調節するように更に構成される。

【0024】

[0023] 一般に、本明細書において記述される主題の革新的な別の態様は、複数のガスセンサを含むマルチモードガス検知アレイ用のトレーニングシステムにおいて実施することが可能であり、複数のガスセンサは、ガスセンサの第１のタイプ及びガスセンサの第１のタイプとは異なるガスセンサの第２のタイプを含み、及び、それぞれのガスセンサは、検体の個々の組に対して感応性である。システムは、マルチモードガス検知アレイに流体結合された及びガスをマルチモードガス検知アレイに提供するように構成されたガスマニホルドを含み、ガスマニホルドは、対象の検体を含むガス源と、対象ではない検体を含む交絡ガス源と、を含む。システムは、マルチモードガス検知アレイ及びガスマニホルドとデータ通信状態にある、及び、マルチモードガス検知アレイの第１状態について記述している第１ラベルを記録するように、マルチモードガス検知アレイに、及び、ガスマニホルドにより、第１試験ガスを提供し、第１試験ガスが対象の検体の第１濃度及び対象ではない検体の第２濃度を含むように、第１試験ガスに応答してマルチモードガス検知アレイのガスセンサのそれぞれからサンプルデータの組を収集するように、及び、マルチモードガス検知アレイの第２状態について記述している第２ラベルを記録するように、構成されたデータ処理装置を含む。

【0025】

[0024] これらの及びその他の実施形態は、それぞれ、任意選択により、以下の特徴の１つ又は複数を含み得る。いくつかの実装形態において、ガスセンサの第１のタイプ及びガスセンサの第２のタイプは、それぞれ、複数の検体の異なる検体の組に対して感応性である。

【0026】

[0025] いくつかの実装形態において、第１ラベルは、第１試験ガスを提供する前のガスセンサのそれぞれのガスセンサごとの第１タイムスタンプ及びベースライン応答計測値を含む。ベースライン応答計測値は、ガスセンサの抵抗率計測値であってよい。第１試験に応答したマルチモードガス検知アレイの複数のガスセンサのそれぞれからのサンプルデータの組は、第１試験ガスに対する複数のガスセンサのそれぞれの時間依存性応答を有する。第１試験に応答したマルチモードガス検知アレイのガスセンサのそれぞれからのサンプルデータの組は、第１試験ガスに対するガスセンサのそれぞれの時間依存性応答を含み得る。

【0027】

[0026] いくつかの実装形態において、時間依存性応答は、経時的なガスセンサの抵抗の尺度を含む。第２ラベルは、ガスセンサへの第１試験ガスの曝露の終了におけるそれぞれのガスセンサの第２タイムスタンプ及び応答計測値であってよい。

【0028】

[0027] いくつかの実装形態において、データ処理装置の動作は、ガスセンサのそれぞれからサンプルデータの第２の組を収集することを更に含み、サンプルデータの第２の組は、第１試験ガスへのガスセンサの曝露を終了した後のガスセンサのそれぞれの時間依存性回復応答を含む。

【0029】

[0028] いくつかの実装形態において、データ処理装置の動作は、タイムスタンプを含む複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサごとの第３ラベルを記録することを更に含み、第３ラベルは、複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサごとの応答計測値が第１試験ガスを提供する前のベースライン応答計測値にマッチングしている場合に記録される。

【0030】

[0029] いくつかの実装形態において、データ処理装置の動作は、第１試験ガスに対する複数のガスセンサからのガスセンサの応答サブセットを識別することを更に含み、ガスセンサの応答サブセットを識別することは、サンプルデータの組内において記録される閾値応答を有するそれぞれのガスセンサを識別することと、応答サブセットから、閾値時間未満である第３タイムスタンプ及び第１タイムスタンプの間の差を有する、ガスセンサの適切なサブセットを選択することと、を含む。

【0031】

[0030] 本明細書において記述される主題の特定の実施形態は、以下の利点の１つ又は複数を実現するように実装することができる。例えば、この技術の利点は、制御された研究室環境において環境変数の自動化されたシミュレーションを使用することにより、ユースケースに固有のガスの特定の組用の十分にカスタマイズされたガスセンサアレイの開発を許容しているという点にある。カスタム「ｅノーズ」システムは、多くの異なるユースケースに当て嵌まるマルチモードシステムから、及び、自動化されたサンプル収集及び分析を使用して、生成することが可能であり、特定のユースケース用の機械学習モデルは、制御された環境内においてトレーニングされる。これに加えて、特定のユースケースに最良にフィットするｅノーズを生成するために、ガスセンサのカスタムサブセットをマルチモード汎用システムから選択することができる。特定のユースケース用のデータの収集及びモデルのトレーニングの前にカスタム装置の生成を必要とするのではなく、カスタムセンサアレイを汎用マルチモードセンサアレイ及びカスタムソフトウェアフィードバックループを使用してリアルタイムで生成することができる。自動化された高スループットシステムは、特定のユースケースにおける大量の適切な匂いデータの収集を許容しており、及び、ｅノーズシステムが現場で匂いを自動的に適切に分類することを可能にしている。

【0032】

[0031] 添付の図面及び以下の説明においては、本明細書において記述される主題の１つ又は複数の実施形態の詳細について記述される。主題のその他の特徴、態様、及び利点については、説明、図面、及び請求項から明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0033】

図面の簡単な説明

【図1】[0032]ｅノーズガス検知装置をトレーニングする例示のためのシステムのブロック図である。

【図2】[0033]ｅノーズガス検知装置をトレーニングする別の例示のためのシステムのブロック図である。

【図3A】[0034]ｅノーズガス検知装置のガスセンサ応答の例示のためのプロットである。

【図3B】[0034]ｅノーズガス検知装置のガスセンサ応答の例示のためのプロットである。

【図3C】[0034]ｅノーズガス検知装置のガスセンサ応答の例示のためのプロットである。

【図4】[0035]例示のためのｅノーズガス検知装置のブロック図である。

【図5】[0036]ｅノーズガス検知装置の例示のためのプロセスのフロー図である。

【図6】[0037]ｅノーズガス検知装置の例示のためのプロセスのフロー図である。

【図7A】[0038]ｅノーズガス検知装置の例示のための概略図である。

【図7B】[0038]ｅノーズガス検知装置の例示のための概略図である。

【図7C】[0038]ｅノーズガス検知装置の例示のための概略図である。

【図7D】[0038]ｅノーズガス検知装置の例示のための概略図である。

【図8】[0039]例示のためのコンピュータシステムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

[0040] 同一の参照符号及び表記は、様々な図面において同一の要素を示している。

【0035】

詳細な説明
概要
[0041] 本特許出願の技術は、ガスセンサアレイが曝露される様々な検体組成に固有の出力信号の認識可能なパターンを生成するために、同一のガス検知装置内に含まれている異なる方式で感度が付与されたガスセンサのマルチモードガス検知アレイを利用している。

【0036】

[0042] 更に詳しくは、技術は、ガスセンサのマルチモードアレイを利用しており、異なる方式で感度が付与されたセンサのアレイは、制御された環境内において検体の組成に曝露される。曝露下におけるマルチモードガスセンサアレイ内のガスセンサの出力信号は、機械学習モデルをトレーニングして現場において特定の検体を認識及び分類するために使用される。更には、特定の実装形態において、システムは、リアルタイムにおけるフィードバックループ計測に基づいて特定の仕様に最適なガスセンサのフルマルチモードアレイのガスセンサのサブセットを識別している。これに加えて、対象の検体を含む特定のガス混合物についての知見を収集するための、例えば、最小サンプリング時間、回復時間、などのような最適化されたサンプリング条件がセンサの最適化されたサブセットについて決定される。この結果、システムは、データ収集及び処理を低減するために、センサの最適化されたサブセット及び最適化されたサンプリング条件を使用してトレーニングされる。

【0037】

ｅノーズマルチモードガス検知アレイトレーニング環境
[0043] 図１は、ｅノーズガス検知装置１０２をトレーニングする例示のためのシステム１００のブロック図である。ｅノーズガス検知装置１０２をトレーニングするシステム１００は、研究室環境などの制御された環境を含むことが可能であり、この場合には、例えば、温度、湿度、化学物質／ガスの存在などの外部環境ファクタが高度に制御及び／又は調節される。

【0038】

[0044] ガス検知装置１０２は、環境レギュレータ１０６を含むハウジング１０４を含む。環境レギュレータ１０６は、例えば、ハウジング内に挿入された円筒形ヒーターなどの熱交換コンポーネント及び／又はガス入口１１０を通じて導入されたガスの温度を制御するための熱伝達フィンを含み得る。熱交換コンポーネントは、ガス入口に進入する前にガスと相互作用するように及びガスの温度を特定の温度に調節するように構成することができる。

【0039】

[0045] 環境レギュレータ１０６は、ハウジング１０４内の、ガスセンサ１０８の、及び、ハウジング１０４内のガスの、温度を、例えば、４０～４５℃の温度に、１６℃超の露点超の温度に、或いは、対象の環境に適した温度（例えば、室温２３℃）において、制御するように構成することができる。いくつかの実装形態において、環境レギュレータ１０６は、ハウジング１０４内の、ガスセンサ１０８の、及び、ハウジング１０４内のガスの、相対湿度を、例えば、１０％未満の相対湿度に、１０～３０％の相対湿度に、或いは、対象の環境に適する相対湿度に、調節するように構成することができる。

【0040】

[0046] ハウジング１０４及び環境レギュレータ１０６は、ガス入口１１０、ガスセンサ１０８、及びハウジング１０４を通じて導入されたガスのすべてが装置１０２の動作の際に同一の温度において維持されるように温度接触状態にあってよい。

【0041】

[0047] ハウジング１０４は、ハウジング１０４が曝露されることになる検体の組に対して反応しないように選択された様々な材料から構成することができる。ハウジング１０４の材料は、例えば、テフロン、テフロンで被覆されたアルミニウム又はステンレス鋼、デルリン、又は検体の組に対して抵抗力を有するその他の材料を含み得る。

【0042】

[0048] ハウジング１０４は、ハウジング１０４内においてガスセンサ１０８の組を保持するためのフィクスチャを含む。フィクスチャは、ガスセンサの特定の寸法を収容するように構成することが可能であり、及び、ハウジング１０４内のフィクスチャのレイアウトは、ハウジング１０４内において異なるタイプのガスセンサ１０８用の特定の場所を指定するように構成することができる。

【0043】

[0049] ハウジング１０４は、ガス入口１１０及びガス出口１１２を更に含み、ガス入口１１０は、ハウジング１０４内へのガスの導入と、ガスセンサ１０８に跨ってガスを流すことと、を許容するように構成される。ガス出口１１２は、ハウジング１０４からのガスの排出を許容するように構成される。

【0044】

[0050] ガス入口１１０及びガス出口１１２は、例えば、５立方フィート／時などの０～１０立方フィート／時の範囲内のガスの流量について構成することができる。ガス入口１１０内へのガスの特定の流量は、例えば、ガスがハウジング１０４の温度に到達するためにフィン内において留まることを要する時間などの、例えば、環境レギュレータ１０６がガス入口１１０において導入されたガスを試験温度まで変化させるのに所要する時間の量に基づいて選択することができる。

【0045】

[0051] いくつかの実装形態において、ガス検知装置１０２は、ガス入口１１０を介してハウジング１０４内にガスを引き込み得る、ガスセンサ１０８に跨ってガスを移動させ得る、及び、ガス出口１１２からガスを排出し得る、負圧をガス入口１１０において及びハウジング１０４内において生成するように構成されたファン１１４を含む。ガス検知装置１０２を通じてガスの望ましい流量を調節するために、例えば、ファンの回転速度などのファン１１４の１つ又は複数の動作パラメータを選択することができる。

【0046】

[0052] ガスセンサ１０８は、様々な異なる有機及び／又は無機化合物に対して感応性であり得るガスセンサのマルチモードアレイを含む。換言すれば、ガスセンサ１０８のマルチモードアレイは、試験ガス中の特定の検体に応答する及びその他のものには感応性でないガスセンサを含み得る。ガスセンサ１０８のタイプは、例えば、金属酸化物（ＭＯｘ）センサ、光イオン化検出器（ＰＩＤ）センサ、電気化学センサ、非分散型赤外（ＮＤＩＲ）センサ、又はその他のタイプのガスセンサなどの異なる検知メカニズムを有するガスセンサを含み得る。例えば、ガス検知装置１０２内において含まれているガスセンサは、ＭＯｘセンサ１０８ａ～ｃ、ＰＩＤセンサ１０８ｄ～ｆ、電気化学センサ１０８ｇ、及びＮＤＩＲセンサ１０８ｈを含む。

【0047】

[0053] いくつかの実装形態において、ガスセンサ１０８のタイプは、例えば、酸化に基づいたもの、抵抗率に基づいたもの、光に基づいたもの、などのような同一の検知メカニズムを有するガスセンサを含むが、複数の検体に対する異なる感応性であることができる。換言すれば、ガスセンサの第１タイプ１０８ａ及びガスセンサの第２タイプ１０８ｂは、特定の検体に対する個々の感度が異なるように、例えば、第１電圧バイアスにおいて動作するＭＯｘセンサ及び第２電圧バイアスにおいて動作するＭＯｘセンサなどのように、例えば、抵抗率に基づいた計測を実行しているが異なる性能パラメータを有するように構成されたＭＯｘセンサなどのガス検知用の同一のメカニズムを有する。

【0048】

[0054] ガスセンサ１０８のマルチモードアレイは、例えば、合計で３８個のガスセンサ、合計で２５個のガスセンサ、合計で４０超個のガスセンサなどの複数のガスセンサを含み得る。ガスセンサ１０８のマルチモードアレイ内に含まれているガスセンサのそれぞれのその他のタイプの個々の数との関係におけるガスセンサのそれぞれのタイプの数は、寸法／サイズ考慮事項、センサのそれぞれのタイプのコスト－利益、応答性、それぞれのセンサの信号対ノイズ比、又はこれらに類似したものに部分的に依存し得る。例えば、農業、産業、などのようなセンサアレイの適用分野が、ガスセンサ１０８のマルチモードアレイ内のガスセンサのそれぞれのその他のタイプの個々の数との関係におけるガスセンサのそれぞれのタイプの数を決定し得る。例えば、対象ではない相対的にバックグラウンドの検体などの相対的に弱い信号対ノイズ比を有し得る用途の場合には、全体として、相対的に多くのセンサがガスセンサ１０８のマルチモードアレイ内において含まれることになる。

【0049】

[0055] いくつかの実装形態において、複数の異なるガスセンサは、それぞれ、特定の検体に対する同一の感応性であることが可能であり、例えば、ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第２タイプは、それぞれ、特定の検体に対して感応性であることができる。

【0050】

[0056] ガスセンサ１０８のアレイは、入口１１０を介して導入された試験ガスがガスセンサのアレイ内のガスセンサ１０８のすべてによって同時にサンプリングされ得るように、ハウジング１０４内において構成することができる。換言すれば、試験ガスは、複数のガスセンサ１０８のそれぞれからのデータ収集が並行して実行され得るように、同時にガスセンサのアレイ内において複数のガスセンサに曝露される。

【0051】

[0057] いくつかの実装形態において、ガスセンサのマルチモードアレイは、動作パラメータに基づいて特定の検体に対して異なる応答を有するように、例えば、異なる動作電圧においてバイアスされるなどのように、異なる温度において動作するようにそれぞれが構成された複数のＭＯｘセンサ１０８ａ～ｃを含み得る。

【0052】

[0058] それぞれのガスセンサ１０８は、ガスセンサ１０８から、例えば、応答データ１１８などのデータを収集するように構成されたデータ処理装置１１６に接続される。応答データ１１８は、試験ガスに対するガスセンサ１０８のそれぞれの時間依存性応答を含み得る。これに加えて、データ処理装置１１６は、例えば、温度及び相対湿度、ガス流量、及びこれらに類似したものなどの複数のセンサ１０８、ガス入口１１０、及び環境コントローラ１２４の動作条件の時間依存性計測値を収集するように構成することもできる。

【0053】

[0059] いくつかの実装形態において、応答データ１１８は、ガスセンサ１０８の抵抗率対時間の尺度を含む。応答データの更なる説明については、以下において図３Ａ～Ｃを参照して記述される。

【0054】

[0060] データ処理装置１１６は、ネットワーク上においてガスセンサとのデータ通信状態にある１つ又は複数のサーバ上においてホスティングすることができる。ネットワークは、例えば、インターネット、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、アナログ又はデジタル有線及び無線電話網（例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、サービス総合デジタル網（ＩＳＤＮ）、セルラーネットワーク、及びデジタルサブスクライバライン（ＤＳＬ））、ラジオ、テレビ、ケーブル、衛星、又はデータを搬送する任意のその他の供給又はトンネルメカニズムの１つ又は複数を含み得る。ネットワークは、複数のネットワーク又はサブネットワークを含んでいてもよく、これらのそれぞれは、例えば、有線又は無線データ経路を含み得る。ネットワークは、回路交換網、パケット交換データ網、或いは、電子通信（例えば、データ又は音声通信）を搬送し得る任意のその他のネットワークを含み得る。例えば、ネットワークは、インターネットプロトコル（ＩＰ）、非同期転送モード（ＡＴＭ）、ＰＳＴＮ、ＩＰに基づいたパケット交換網、Ｘ．２５、又はフレームリレー、或いは、その他の匹敵し得る技術に基づいたネットワークを含んでいてもよく、及び、例えば、ＶｏＩＰ又は音声通信用に使用されるその他の匹敵し得るプロトコルなどを使用して音声をサポートすることができる。ネットワークは、無線データチャネル及び無線音声チャネルを含む１つ又は複数のネットワークを含み得る。ネットワーク５０５は、無線ネットワーク、広帯域ネットワーク、無線ネットワーク及び広帯域ネットワークを含むネットワークの組合せであってもよい。

【0055】

[0061] データ処理装置１１６は、試験ガスに応答してガスセンサ１０８から受け取られた応答データ１１８に注釈を付加するように構成することができる。いくつかの実装形態において、注釈データ１２０は、例えば、開始時刻ラベル、停止時刻ラベルなどのタイムスタンプ及び／又は、例えば、ガス検知装置１０２を使用して評価される対象の既知の検体の組及び対象ではない既知の検体の組などの試験ガスの個々の組成データ１２２を含む。

【0056】

[0062] いくつかの実装形態において、データ処理装置１１６は、ガスセンサ１０８に対する試験ガスの曝露の前に、その際に、及びその後に、注釈データ１２０を生成するように構成されており、注釈データ１２０は、例えば、ガス曝露の開始時刻などのマルチモードガス検知アレイの第１状態について記述している第１ラベルを記録することを含む。ガスマニホルド１２６は、第１試験ガスをガスセンサ１０８のマルチモードアレイに提供することが可能であり、第１試験ガスは、対象の既知の検体の第１濃度及び、例えば、交絡ガスなどの対象ではない既知の検体の第２濃度を含む。この結果、データ処理装置１１６は、第１試験ガスに応答してマルチモードガス検知アレイのガスセンサ１０８のそれぞれからサンプルデータ１１８の組を収集することが可能であり、次いで、例えば、ガス曝露の停止時刻などのマルチモードガス検知アレイの第２状態について記述している、例えば、第２ラベルなどの、注釈データ１２０を記録することができる。ガス検知装置１０２用のプロセスの更なる詳細については、以下において図５及び図６を参照して記述される。

【0057】

[0063] いくつかの実装形態において、データ処理装置１１６は、既知の試験ガスの応答データ１１８、注釈データ１２０、及び組成データ１２２から機械学習モデル用のトレーニングデータを更に生成している。詳細については、以下において図５を参照して更に詳細に記述される。

【0058】

[0064] いくつかの実装形態において、データ処理装置１１６は、環境コントローラ１２４とのデータ通信状態にある。環境コントローラ１２４は、データ処理装置１１６の一部であってよい。環境コントローラ１２４は、動作命令を環境レギュレータ１０６、ガスセンサ１０８、データ処理装置１１６、及びガスマニホルド１２６に提供するように構成することができる。いくつかの実装形態において、環境コントローラ１２４は、環境レギュレータ１０６、ガスセンサ１０８、データ処理装置１１６、及びガスマニホルド１２６の１つ又は複数から、例えば、ソレノイド弁状態、温度制御、などのような動作フィードバックを受け取るように構成することができる。

【0059】

[0065] いくつかの実装形態において、環境コントローラ１２４は、温度及び／又は湿度ゲージ１２８から、例えば、温度、湿度読取りなどの動作状態フィードバックを受け取ることができる。例えば、熱電対、湿度計、又はこれらに類似したものなどのゲージ１２８は、温度及び／又は相対湿度を計測するためにハウジング１０４又はガスセンサ１０８との物理的な接触状態にあってよい。ゲージ１２８は、これに加えて又はこの代わりに、ハウジング１０４内に存在しているガスの温度及び／又は相対湿度を計測することもできる。

【0060】

[0066] いくつかの実装形態において、環境コントローラ１２４によって受け取られた動作状態フィードバックは、データ処理装置１１６に提供することが可能であり、及び、注釈データ１２０として記録することができる。例えば、ハウジング１０４、ガスセンサ１０８、及び試験ガスの温度は、特定の試験ガスについて、注釈データ１２０として記録することが可能であり、及び、応答データ１１８と共に含むことができる。

【0061】

[0067] システム１００は、複数のガス源１３０を有するガスマニホルド１２６を更に含む。複数のガス源１３０は、それぞれ、対象の複数の既知の検体及び対象ではない複数の既知の検体を含み得る。例えば、ガスマニホルド１２６は、対象の検体をそれぞれが有するガス源１３０ａ、１３０ｂと、対象ではない検体をそれぞれが有するガス源１３０ｃ及び１３０ｄ（例えば、交絡ガス）と、を含み得る。

【0062】

[0068] ガスマニホルド１２６は、閉ループシステムであることが可能であり、ガスマニホルドによってガス入口１１０を介してガス検知装置１０２に提供される試験ガスと干渉し得る外部化合物は、ガスマニホルド１２６内には存在していない。ガスマニホルド１２６によってガス検知装置１０２に提供される試験ガスは、１つ又は複数のガス源１３０からの対象の既知の検体及び対象ではない既知の検体のみから構成することができる。

【0063】

[0069] ガスマニホルド１２６は、ガスマニホルド１２６からの及びガス入口１１０内へのガス源１３０の１つ又は複数のものの制御されたフロー（例えば、０～５立方フィート／時）がガス検知装置１０２用の特定の試験ガスを生成することを選択的に許容するように動作可能であり得る制御コンポーネント１３２を更に含み得る。ガスマニホルド１２６の更なる詳細については、図２を参照して記述される。

【0064】

[0070] 図２は、ｅノーズガス検知装置１０２をトレーニングする別の例示のためのシステム２００のブロック図である。図１を参照して記述されるように、ガスマニホルド１２６は、ガスマニホルド１２６から、ガス入口１１０に、及び、更には、ガス検知装置１０２内に、流れるように選択されるガス源１３０を決定するように構成された１つ又は複数の制御コンポーネント１３２をそれぞれのガス源１３０ごとに含み得る。次に図２を参照すれば、システム２００は、試験ガスをｅノーズガス検知装置１０２に提供するために使用され得るガスマニホルド１２６を更に詳細に描いている。ガスマニホルドの更なる構成が可能であり、ガスマニホルド１２６は、図１及び図２を参照して記述されるものよりも多くの又は少ない数の要素を含み得る。

【0065】

[0071] 図２に描かれているように、ガスマニホルド１２６のそれぞれのガス源１３０は、圧力レギュレータ２０２、ソレノイド弁２０４、調節可能なオリフィス２０６、及びチェック弁２０８を含み、これらは、それぞれのガス源１３０ごとにガスのフローを制御するために組合せとして利用することができる。言及されるそれぞれのガス源１３０のコンポーネントの１つ又は複数は、環境コントローラ１２４により、例えば、電子的に調節可能なオリフィス２０６などのように、電子的に制御可能であってよい。

【0066】

[0072] 例えば、ガス源１３０ｂなどのガス源１３０の１つ又は複数は、混合容器２１０を更に含み得る。混合容器２１０は、例えば、コーヒー粉末又は検体をガス源１３０に提供するセカンダリガス源（例えば、メタンタンク）などの品目を収容する容器であってよい。

【0067】

[0073] 圧力レギュレータ２０２は、例えば、混合容器２１０内へなどのような、ガス源１３０内への、パージガスの望ましい流量を生成するために、例えば、圧縮されたガスシリンダなどのパージガス源２１２からの圧力を高圧から低圧に調節することができる。パージガス源２１２は、例えば、清浄な乾燥空気などの圧縮された空気ソース及び／又は、例えば、アルゴン又はこれに類似したものなどの不活性ガス源を含み得る。パージガス２１２ソースは、様々なガス源１３０内へのパージガス源２１２の流量を制御する電子フローメータ２１４によって調節することが可能であり、それぞれのガス源１３０ごとの圧力レギュレータ２０２は、特定のガス源１３０内へのパージガスのフローを更に調節することができる。

【0068】

[0074] いくつかの実装形態において、ガス源１３０ａは、例えば、圧縮空気及び／又は不活性ガスなどのガス源２１２からのパージガスのみから構成されており、これは、存在している対象の任意の検体又は対象ではない検体を伴うことなしにガス入口１１０に提供される。

【0069】

[0075] いくつかの実装形態において、例えば、ガス源１３０ｂなどのガス源は、第１ガス源であり、第１ガス源は、少なくともパージガス源２１２を、例えば、コーヒー粉末、土、メタン、などのような混合容器２１０ｂ内に存在している検体と混合することにより、生成される。例えば、ガス源１３０ｂなどのガス源は、第２ガス源であることが可能であり、第２ガス源は、少なくともパージガス源２１２を、例えば、エタノール、リンゴ、木炭、などのような混合容器２１０ｃ内において存在している検体と混合することにより、生成される。

【0070】

[0076] いくつかの実装形態において、ガスマニホルド１２６は、ソレノイド弁２１６及びガスストリームミキサ２１８を更に含む。ソレノイド弁２１６は、ガス入口１１０に進入する前にガスマニホルド１２６からのガスのフローを制御するように構成することができる。ソレノイド弁２１６は、環境コントローラ１２４から及び／又はデータ処理装置１１６から動作命令を受け取ることができる。

【0071】

[0077] いくつかの実装形態において、ガスストリームミキサ２１８は、複数のガス源１３０からのガスを混合するために使用することができる。例えば、第１ガス源１３０ｂ及び第２ガス源１３０ｃは、ガスストリームミキサ２１８に流れるように許容することが可能であり、及び、ガス入口１１０に提供される試験ガスを形成するように１つにブレンドすることができる。ガスストリームミキサ２１８の動作は、環境コントローラ１２４及び／又はデータ処理装置１１６によって制御することができる。試験ガスがガス入口１１０に提供される前に、複数のガス源１３０からのガスをブレンドするその他の方法が可能である。

【0072】

[0078] いくつかの実装形態において、圧力レギュレータ２０２、ソレノイド弁２０４、調節可能なオリフィス２０６、混合容器２１０、逆止弁２０８、ソレノイド弁２１６、電子フローメータ２１４、及びガスストリームミキサ２１８のいくつか又はすべては、環境コントローラ１２４によって自動的に及び／又は半自動的に動作させることができる。例えば、環境コントローラ１２４は、ガス入口１１０において、検体の組成を含む特定の試験ガスを提供するために、ガスマニホルド１２６に圧力制御命令を提供するように構成することができる。

【0073】

[0079] いくつかの実装形態において、環境コントローラ１２４は、ガス入口１１０内に流れるガス源１３０を決定するために、ソレノイド弁２０４及び２１６を開閉することができる。環境コントローラ１２４は、ガス源１３０用の混合容器２１０内において存在している特定の検体の濃度を確立するために、それぞれの圧力レギュレータ２０２ごとに流量を制御することができる。例えば、混合容器２１０は、同一の検体（例えば、コーヒー粉末）を含むことが可能であり、及び、環境コントローラ１２４は、所与の検体の第１濃度を有するガス源１３０ｂ及び所与の検体の第２の異なる濃度を有するガス源１３０ｃを実現するために、圧力レギュレータ２０２ｂを第１流量に及び圧力レギュレータ２０２ｃを第２流量に設定することができる。

【0074】

[0080] 再度図１を参照すれば、ｅノーズガス検知装置１０２のガス入口１１０を通じてガスマニホルドによって提供される特定の試験ガスについて、応答データ１１８がガス検知アレイのガスセンサ１０８のそれぞれから収集される。ガスセンサ１０８は、所定範囲の検体に対する様々な応答特性を有するガスセンサのマルチモードアレイであってよい。異なるタイプのガスセンサ１０８は、特定の検体に対して相対的に大きく又は相対的に小さく応答することが可能であり、及び、収集された応答データ１１８に部分的に基づいて、ガスセンサ１０８のサブセットを特定の検体に最適に応答するものとして識別することができる。

【0075】

[0081] いくつかの実装形態においては、（例えば、ＭＯｘセンサにおけると同様に）１つ又は複数の検体を含む試験ガスに対するガスセンサ１０８の応答を特定の試験ガスに対する曝露の前の、その際の、及びその後のガスセンサ電気抵抗率の変化として計測することができる。いくつかの実装形態において、ガスセンサ１０８の応答は、（例えば、ＰＩＤセンサにおけるように）試験ガス中に存在している対象の１つ又は複数の検体によって生成された電気信号として計測することができる。図３Ａ～図３Ｃは、ｅノーズガス検知装置のガスセンサ応答の例示のためのプロットである。

【0076】

[0082] 図３Ａは、１つ又は複数の検体を含む特定の試験ガスに対するガスセンサＡの応答の例示のためのプロット３００を描いている。例えば、ガスセンサ１０８ａなどのガスセンサＡは、経時的な特定の試験ガスに対する応答３０２を示している。応答３０２は、時間に伴ってプロットすることが可能であり、及び、注釈データ１２０などの注釈データを応答３０２について記録することができる。注釈データ１２０は、１つ又は複数のタイムスタンプを含むことが可能であり、Ｔ１は、ガスセンサＡへの試験ガスの導入を開始するタイムスタンプを示し、Ｔ２は、試験ガスへの曝露が終了される（例えば、ソレノイド弁２１６が閉鎖される又はパージガス源１３０ａがガス入口１１０内に流れる）タイムスタンプであり、及び、Ｔ３は、ベースライン応答Ｒ_０に到達するガスセンサＡの応答と関連するタイムスタンプである。

【0077】

[0083] ベースライン応答Ｒ_０は、第１試験ガスを提供する前のガスセンサＡの応答計測値であることが可能であり、Ｔ３は、ガスセンサＡの応答３０２がベースライン応答計測値Ｒ_０とマッチングした際のガス曝露の終了の後のタイムスタンプである。ベースライン応答計測値Ｒ_０は、ガスセンサの抵抗率計測値であってもよく、ガスセンサＡの抵抗率は、最小閾値抵抗率未満である。

【0078】

[0084] ガスセンサＡの応答３０２が閾値応答Ｒｔに到達した際に、例えば、閾値時間Ｔｔのタイムスタンプなどの更なるタイムスタンプをプロット３００用の注釈データ１２０内において記録することができる。別の例において、ガスセンサＡの応答３０２が飽和点Ｔｓに到達した際に、換言すれば、ガスセンサＡの応答３０２が試験ガスの曝露に飽和した際に、タイムスタンプに注釈を付与することができる。

【0079】

[0085] 試験ガス中の対象の１つ又は複数の検体の濃度に部分的に基づいて、閾値応答Ｒｔを選択することが可能であり、例えば、非常に低い濃度の検体の場合には、閾値応答Ｒｔは、相対的に高い濃度の検体におけるものよりも低く設定することができる。閾値応答Ｒｔは、部分的に試験ガス中の特定の検体の特性に基づいて選択することが可能であり、例えば、非常に危険な及び／又は中毒性の検体については、相対的に小さな閾値応答を設定することが可能である一方で、非中毒性の検体については、相対的に大きな閾値応答を設定することができる。

【0080】

[0086] いくつかの実装形態において、閾値応答Ｒｔは、試験ガスに曝露される複数のガスセンサ１０８のガスセンサの１つ又は複数のタイプに部分的に依存し得る。例えば、ガスセンサのすべてが試験ガス中の特定の検体に対するある程度の量の感応性である場合には、閾値応答は、特定の検体に対する最高の相対感応性である１つ又は複数のガスセンサのみを選択するように、相対的に大きな閾値応答において設定することができる。

【0081】

[0087] いくつかの実装形態において、閾値応答Ｒｔは、ガスセンサ１０８のマルチモードアレイ内のガスセンサのそれぞれのその他のタイプのガスセンサとの関係においてガスセンサのそれぞれのタイプの感度を正規化するために、例えば、そのタイプのガスセンサの検出のメカニズムに応じてなどのように、ガスセンサのタイプに部分的に依存することができる。最小応答閾値は、特定の検体の最低検出可能限度として定義することができる。例えば、検出可能性の閾値は、アセトン蒸気を検出する際には、大部分のＭＯｘセンサの場合に、１パートパーミリオン（ｐｐｍ）であってよい。

【0082】

[0088] 図３Ａに描かれているように、特定の試験ガスに対するガスセンサＡの応答３０２は、例えば、ソレノイド２０４ｂが閉鎖され及びパージガス源１３０ａ用のソレノイド２０４ａが開放されるなどのように、試験ガスに対するガスセンサＡの曝露が終了するタイムスタンプＴ２の前に、閾値応答Ｒｔに到達している。応答データの第２の組１１８は、試験ガスへのガスセンサＡのＴ２における曝露を終了した後に、ガスセンサＡの時間依存性回復応答Ｐ２を含み得る。

【0083】

[0089] いくつかの実装形態において、例えば、ガスセンサ１０８ｂなどのガスセンサ１０８のアレイ内のガスセンサの１つ又は複数は、特定の試験ガスに対する閾値応答Ｒｔを充足してはいない。図３Ｂは、経時的な対象の１つ又は複数の検体を含む特定の試験ガスに対する応答３１２を有する、例えば、ガスセンサ１０８ｂなどの、ガスセンサＢの例示のためのプロット３１０を描いている。図３Ａに描かれているプロット３００とは対照的に、特定の試験ガスに対するガスセンサＢの応答３１２は、試験ガスに対するガスセンサの曝露が終了しているＴ２の前に、閾値応答Ｒｔに到達してはいない。

【0084】

[0090] いくつかの実装形態において、ガスセンサＢは、試験ガスに対する無視可能な応答Ｒを有することが可能であり、ガスセンサＢの応答３１２は、例えば、センサの感度未満などのように、計測不能である。ガスセンサＢは、試験ガスに対するゼロ応答を有することが可能であり、ガスセンサ１３０は、試験ガス中の対象の検体に対して反応せず、例えば、無機ガスセンサ１３０は、試験される有機化合物に対するゼロの反応性を有し得る。

【0085】

[0091] いくつかの実装形態において、複数のガスセンサ１０８は、特定の試験ガスに対して少なくとも閾値応答Ｒｔを有することが可能であり、第１ガスセンサは、第２ガスセンサとの比較において特定の試験ガスに対する最適化された応答を有することができる。最適化された応答は、試験ガスに対する曝露Ｔ１と閾値応答Ｒｔに到達する時点の間の相対的に短い時間の期間として定義することができる。図３Ａを参照すれば、試験ガスに対する曝露Ｔ１と閾値応答に到達する時点Ｔｔの間の時間の期間は、Ｐ１である。Ｐ１の時間の範囲は、例えば、５～１２０秒であってよい。

【0086】

[0092] いくつかの実装形態において、最適化された応答は、ガスの曝露が終了するＴ２とガスがベースライン応答性Ｒ_０に到達するＴ３の間のガスセンサ用の回復の時間の期間であってよい。図３Ａを参照すれば、ガスの曝露が終了する際のタイムスタンプＴ２とガスセンサがベースライン応答性に到達する際のタイムスタンプＴ３の間の時間の期間は、Ｐ２である。Ｐ２の時間の範囲は、例えば、５～１２０秒であってよい。

【0087】

[0093] 次に図３Ｃを参照すれば、プロット３２０は、特定の試験ガスに対する、例えば、ガスセンサ１０８ｃなどの、ガスセンサＣの応答３２２を描いている。ガスセンサＣは、試験ガスに対する曝露をマーキングするタイムスタンプＴ１とガスセンサＣがＴｔにおいて閾値応答Ｒｔに到達する際をマーキングするタイムスタンプの間の時間の期間Ｐ３を有する。また、ガスセンサＣは、ガスの曝露が終了することをマーキングするタイムスタンプＴ２とガスセンサＣがＴ３においてベースライン応答性Ｒ_０に到達する際をマーキングするタイムスタンプの間の時間の期間Ｐ４を有する。図３Ａ及び図３Ｃに描かれているように、ガスセンサＣの時間の期間Ｐ３は、ガスセンサＡの時間の期間Ｐ１を上回っている。

【0088】

[0094] いくつかの実装形態において、最適化された応答を有する特定のガスセンサの選択は、例えば、Ｐ１がＰ３未満であり及び／又はＰ２がＰ４未満であることから、ガスセンサＣの代わりにガスセンサＡを選択するなどのように、特定の試験ガスに対する曝露の後に閾値応答に到達するための相対的に短い時間の期間及び／又はベースライン応答Ｒ_０を回復するための相対的に短い時間の期間を示している特定のガスセンサに基づいている。

【0089】

[0095] いくつかの実装形態において、特定の試験ガスに対して少なくとも閾値応答Ｒｔを有するそれぞれのガスセンサを特定の試験ガスに対して少なくとも閾値応答を有するガスセンサと互いに比較することが可能であり、及び、それぞれのガスセンサの、例えば、応答３０２及び３２２などの、個々の応答に部分的に基づいて、複数のガスセンサの特定のガスセンサ又は２つ以上のガスセンサの組を選択することができる。複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサ１０８ごとの、例えば、それぞれ、応答３０２、３１２、３２２のプロット３００、３１０、３２０を含む、応答データ１１８を分析することが可能であり、及び、応答データ１１８の組内において記録される少なくとも閾値応答Ｒｔを有するガスセンサを選択することができる。ガスセンサの適切なサブセットは、例えば、閾値時間未満であるＴ３～Ｔ１などのように、第３タイムスタンプと第１タイムスタンプとの間の差を有するガスセンサを含み得る。Ｔ３～Ｔ１の時間の範囲は、例えば、５～１２０秒であってよい。ガスセンサのサブセットの選択の更なる説明については、図４及び図５を参照して記述される。

【0090】

ｅノーズマルチモードガス検知装置
[0096] 図４は、ｅノーズガス検知装置４０２のブロック図である。図１を参照して上述したように、ｅノーズ検知装置４０２は、未知のガス混合物４０４を受け取るように構成されたガス入口１１０と、未知のガス混合物４０４がｅノーズガス検知装置４０２から排出されるガス出口１１２と、含むハウジング１０４を含む。

【0091】

[0097] ガス入口１１０は、ハウジング１０４に結合され、及び、複数のガスセンサ１０８をガス入口１１０を通じて導入された未知のガス混合物４０４に曝露させるように構成される。未知のガス混合物４０４は、ガス入口１１０を取り囲む環境を介して受動的に導入することができる。例えば、未知のガス混合物４０４は、ガス検知装置４０２が、例えば、工場環境などの試験環境において配備された際にガス入口１１０を介して導入することができる。ガス入口１１０内への未知のガス混合物４０４の受動型の導入は、例えば、ガス入口１１０内への未知のガス混合物の拡散によるものであってよい。

【0092】

[0098] いくつかの実装形態において、未知のガス混合物４０４は、例えば、ファン１１４又はその他の類似の装置を使用してハウジング１０４内において負圧を生成することにより、ガス入口１１０内に能動的に導入することができる。別の例においては、未知のガス混合物４０４は、例えば、人物がガス入口１１０内に機器からのガス排気又はこれに類似したものを吹き込むことによるなどのように、ガス入口におけるガスの正の圧力により、ガス入口１１０に能動的に導入することができる。

【0093】

[0099] 例えば、ガスセンサ１０８ａなどのガスセンサの第１タイプと、ガスセンサの第１タイプとは異なる、例えば、ガスセンサ１０８ｂなどのガスセンサの第２タイプと、を含む複数のガスセンサ１０８がハウジング１０４内において配置されており、ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第２のタイプのそれぞれは、検体の個々の組に対して感応性である。ガスセンサの第１のタイプ１０８ａ及びガスセンサの第２のタイプ１０８ｂは、ガス検知用の異なる方法を有することが可能であり、例えば、センサの第１のタイプは、ＭＯｘセンサであり、及び、センサの第２のタイプは、ＰＩＤセンサである。

【0094】

[00100] いくつかの実装形態において、ガスセンサの第１タイプ１０８ａ及びガスセンサの第２タイプ１０８ｂは、ガス検知用の同一方法を有しているが、例えば、第１動作温度において動作するＭＯｘセンサ及び第２動作温度において動作するＭＯｘセンサなどのように、異なる性能パラメータを有するように構成される。異なる温度においてＭＯｘセンサを動作させることにより、同一の濃度において同一の試験ガスを検知する際にも、それぞれの個々のＭＯｘセンサが試験ガス中の検体に異なる方式で応答するようにすることができる。

【0095】

[00101] ガス検知装置４０２は、ハウジング１０４に結合された及びハウジング１０４、ガス入口１１０、及びガスセンサ１０８の温度を特定の温度に調節するように構成された環境コントローラ１２４を更に含む。環境コントローラ１２４は、ハウジング１０４に埋め込まれた、例えば、加熱ソース及び熱伝達フィンなどの環境レギュレータ１０６を含むことが可能であり、ガス入口１１０において導入されたガスは、ガス４０４の温度を特定の温度に安定化させるために、ハウジング１０４の熱伝達フィン内において加熱チャネルを通過している。いくつかの実装形態において、環境コントローラ１２４は、ガス入口１１０において受け取られる未知のガス混合物４０４の温度及び／又は相対湿度を計測するために、温度及び／又は湿度ゲージ１２８を含み得る。

【0096】

[00102] ガス検知装置４０２は、ガスセンサ１０８及び環境コントローラ１２４とのデータ通信状態にあるデータ処理装置１１６を含む。データ処理装置１１６は、装置４０２のハウジング１０４に付着されたオンボードコンピュータであってよい。いくつかの実装形態において、データ処理装置１１６の一部分又はすべては、ネットワーク上においてガス検知装置４０２とのデータ通信状態にあるクラウドに基づいたサーバ上においてホスティングすることができる。

【0097】

[00103] データ処理装置１１６は、ユーザー装置４１０を含むことが可能であり、ユーザーは、例えば、データを受け取る、試験命令を提供する、試験情報を受け取る、又はこれらに類似した内容を実行するなどのように、ユーザー装置４１０を介してガス検知装置４０２とやり取りすることができる。ユーザー装置４１０は、例えば、携帯電話機、タブレット、コンピュータ、又はユーザーがガス検知装置４０２とやり取りし得るアプリケーション環境を含む別の装置を含み得る。一例において、ユーザー装置４１０は、未知のガス混合物４０４のガス混合物試験結果を表示するように、ガス検知装置４０２との間のユーザーのやり取りを許容するように、及び、これらに類似した内容を実行するように、構成されたアプリケーション環境を含む携帯電話機である。

【0098】

[00104] いくつかの実装形態において、装置４０２は、ガス検知装置４０２のユーザーに情報４０８を伝達するように及び／又はガス検知装置４０２との間のユーザーのやり取りを許容するように構成されたディスプレイ４０６を含む。情報４０８は、例えば、オン／オフ、試験、処理、などのような、例えば、装置４０２の動作状態を含み得る。

【0099】

[00105] いくつかの実装形態において、情報４０８は、未知のガス混合物４０４の試験結果を含む。情報４０８は、例えば、ユーザーが未知のガス混合物４０４内において発見することに関心を有する検体の特定の組を強調表示するように、ユーザーの選好に基づいてユーザーに提示することができる。これに加えて、又はこの代わりに、情報４０８は、装置４０２とのデータ通信状態にある１つ又は複数のユーザー装置４１０に提供することもできる。

【0100】

[00106] いくつかの実装形態において、ディスプレイ４１０は、例えば、タッチスクリーン機能などのように、ユーザーのやり取りに応答するように構成される。ディスプレイ４１０は、装置の状態についてユーザーに通知するために、例えば、アラートなどのオーディオフィードバックを更に含み得る。例えば、装置４０２は、試験状態についての音響及び／又は視覚更新をユーザーに提供することができる。別の例において、装置４０２は、例えば、検体の閾値濃度が周囲において検出されるなどのように、例えば、特定の検体が予め設定された閾値超／未満において検出された場合に、音響及び／又は視覚アラームをユーザーに提供することができる。

【0101】

[00107] いくつかの実装形態においては、例えば、カメラ又はビデオレコーディング装置を使用することにより、装置４０２の周りの環境について撮像データをキャプチャすることができる。周りの環境の撮像データは、装置４０２によってサンプリングされる未知のガス混合物４０４中に含まれ得る周りの環境内の１つ又複数の物体を識別するように、ユーザーに対してディスプレイ４１０上において表示することができる。未知のガス混合物４０４中において検知される様々な検体のブレンド比は、ディスプレイ４１０上において表示することができる。

【0102】

[00108] ガス検知装置４０２の更なる詳細については、以下において図７Ａ～図７Ｄを参照して記述される。

【0103】

ｅノーズマルチモードガス検知装置の例示のための動作
[00109] ｅノーズマルチモードガス検知装置は、例えば、対象の検体の組を含む特定の環境用のガス検知装置内に含まれるようにガスセンサのサブセットを決定することなどのような構成モード、対象の様々な検体を識別するために機械学習モデルをトレーニングすることなどのようなトレーニングモード、並びに、例えば、ｅノーズマルチモードガス検知装置が試験環境内において配備される検出モードを含む様々なモードにおいて動作することができる。

【0104】

[00110] 図５は、ｅノーズガス検知装置の例示のためのプロセス５００のフロー図である。例えば、ガス検知装置１０２などのｅノーズガス検知装置は、プロセス５００を使用して対象の検体の特定の組を検出するように構成することが可能であり、装置１０２を構成することは、例えば、応答データ１１８などの応答データを収集するための複数のガスセンサ１０８の組のガスセンサのサブセットを決定することを含み得る。

【0105】

[00111] 第１ステップにおいて、複数のガスセンサが提供されており、複数のガスセンサは、例えば、ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプなどの複数のタイプのガスセンサを含む（５０２）。図１に描かれているように、ガスセンサの第１のタイプ１０８ａ及びガスセンサの第２タイプ１０８ｂを含む複数のガスセンサ１０８は、異なるタイプのセンサであってよい。例えば、ガスセンサ１０８ａは、ＭＯｘセンサであることが可能であり、及び、ガスセンサ１０８ｂは、電気化学ガスセンサであってよい。別の例において、ガスセンサ１０８ａは、第１電圧バイアスにおいて動作するＭＯｘセンサであることが可能であり、及び、ガスセンサ１０８ｂは、第２の異なる電圧バイアスにおいて動作するＭＯｘセンサであってよい。

【0106】

[00112] いくつかの実装形態において、ガスセンサの第１タイプは、有機タイプのガスセンサであることが可能であり、及び、第２タイプのガスセンサは、無機タイプのガスセンサであってよい。例えば、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）センサは、例えば、水素、二酸化炭素、などのような有機化合物に対して感応性である。別の例において、ＰＩＤセンサは、例えば、塩素、酸化すず、などのような無機化合物に対して感応性である。

【0107】

[00113] 試験ガスが複数のガスセンサに提供されており、試験ガスは、複数の既知の検体を含む（５０４）。試験ガスは、例えば、ガス源１３０などの複数のガス源を含む、例えば、ガスマニホルド１２６などのガスマニホルドを使用して生成することができる。複数のガス源１３０のそれぞれは、異なる検体を含むことが可能であり、検体は、試験ガス中において既知の検体の特定の組成を生成するために、ガスマニホルド１２６を使用して１つに混合することができる。試験ガスは、例えば、メタンの０．０１％及び窒素又は空気の０．９９％などのように、対象の既知の検体の第１濃度及び対象ではない既知の検体の第２濃度を含み得る。

【0108】

[00114] 対象の検体は、ガスセンサの選択された組を有する装置用の意図された環境に基づいて選択することができる。例えば、産業環境は、溶剤検体又は処理ガスに関心を有し得る。別の例において、農業環境においては、対象の検体は、メタン、農薬化合物、又はその他の農業副産物である。更に別の例において、研究室環境においては、対象の検体は、塩素ガスなどの中毒性の又は危険なガスであってよい。対象ではない検体又は「交絡」ガスは、例えば、窒素などの不活性ガスとなるように、或いは、ガスセンサの選択された組を有する装置用の意図された環境内において通常存在しているガスとして、選択することができる。例えば、研究室環境においては、対象ではない検体は、窒素、例えば、イソプロピルアルコールなどの溶剤、又は二酸化炭素であってよい。別の例において、農業環境においては、対象ではない検体は、二酸化炭素、例えば、車両の排気などの機器の排気、又はガソリンであってよい。

【0109】

[00115] いくつかの実装形態において、既知の検体の試験ガスを複数のガスセンサ１０８に提供することは、特定の温度及び特定の相対湿度を含む制御された環境内において試験ガスを提供することを含む。例えば、熱試験ガスが複数のガスセンサ１０８に到達する前に試験ガスの温度及び／又は相対湿度を変更するために、伝達フィンを含む環境レギュレータ１０６などの環境レギュレータを使用することができる。試験ガスの温度及び湿度は、例えば、室温及び露点未満の相対湿度に調節することができる。

【0110】

[00116] いくつかの実装形態において、試験ガスをガスセンサ１０８に提供することは、既知の時間の期間にわたって５立方フィート／時未満の流量において試験ガスを提供することを含む。流量は、例えば、１立方センチメートル／分ほどに低減することができる。別の例として、流量は、最大で２リットル／分であってよい。サンプリングの望ましい温度及び／又は相対湿度及びガス入口１１０に進入する前の試験ガスの温度及び／又は相対湿度に部分的に基づいて特定の流量を選択することができる。換言すれば、例えば、加熱フィンなどの環境レギュレータ１０６によってガスセンサ１０８に対する曝露の前に試験ガスの温度及び／又は相対湿度を調節するのに必要とされる時間の量が環境レギュレータ１０６内の試験ガスの流量を決定し得る。

【0111】

[00117] データ処理装置は、試験ガスに応答して複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサによって生成されたデータを収集しており、複数のガスセンサのそれぞれのガスセンサからの生成されたデータは、試験ガス中の複数の既知の検体の１つ又は複数の検体に対するガスセンサの応答を含む（５０６）。データ処理装置１１６は、試験ガスに応答してそれぞれのガスセンサ１０８の応答データ１１８、注釈データ１２０、及び組成データ１２２を収集することができる。

【0112】

[00118] いくつかの実装形態において、応答データは、所定の時間の期間にわたるガスセンサ１０８の応答を含む。一例において、応答データは、経時的なガスセンサの電気抵抗率の変化の尺度を含む。ガスセンサの第１のタイプ及びガスセンサの第２のタイプのそれぞれは、試験ガスの複数の既知の検体に対する異なる応答を有することができる。例えば、有機タイプガスセンサは、試験ガス中の、例えば、メタンなどの有機検体に反応してもよく、及び、試験ガス中の、例えば、酸化すずなどの無機検体に反応しなくてもよく、及び、無機タイプガスセンサは、試験ガス中の有機検体に反応しなくてもよく、及び、試験ガス中の無機検体に反応してもよい。

【0113】

[00119] 図３Ａ～図３Ｃを参照して上述したように、ガスセンサは、特定の検体に対しては、応答を有することができず、或いは、閾値応答未満の応答しか有することができない。ガスセンサは、特定の検体に対して閾値応答を有することができる。いくつかの実装形態において、ガスセンサ１０８の電気抵抗率の変化は、例えば、タイムスタンプＴ１などの試験ガスに対する曝露の前に、例えば、タイムスタンプＴｔなどの試験ガスに対する曝露の際に、及び、例えば、タイムスタンプＴ２などの試験ガスに対する曝露の終了の後に、計測される。ガスセンサの応答対収集の時間のプロットは、それぞれ、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃにおいて描かれているように、例えば、プロット３００、３１０、３２０などのように、データ処理装置によってそれぞれのガスセンサごとに記録することができる。

【0114】

[00120] 図５を再度参照すれば、最適化されたガスセンサアレイ内において含むように、複数のガスセンサから、ガスセンサの適切なサブセットが選択される（５０８）。ガスセンサ１０８の適切なサブセットは、ガスセンサの組の全体よりも少ないものを含み得る。例えば、ガスセンサの組の全体は、図１に描かれているように、ガスセンサ１０８ａ～１０８ｈを含み得る一方で、適切なサブセットは、１０８ａ、１０８ｃ、１０８ｄ、及び１０８ｈを含み得る。

【0115】

[00121] いくつかの実装形態において、ガスセンサ１０８の適切なサブセットは、試験ガスの複数の検体の少なくとも１つに応答するセンサを含み得る。ガスセンサ１０８の適切なサブセットのガスセンサのそれぞれは、試験ガスの複数の検体の１つ又は複数に対して応答することができる。例えば、ガスセンサ１０８ａは、第１検体に対して応答することが可能であり、ガスセンサ１０８ｃは、第１検体及び第２検体に対して応答することが可能であり、ガスセンサ１０８ｄ及び１０８ｈは、いずれも、第２検体及び第３検体に対して応答することができる。

【0116】

[00122] いくつかの実装形態において、ガスセンサ１０８の適切なサブセットは、試験ガスの複数の検体の１つ又は複数に対して応答しないセンサを含み得る。応答しないセンサは、特定の検体に対してゼロ応答を有していてもよく、或いは、例えば、図３Ｂを参照して記述されるように、Ｒｔなどの閾値応答性未満の検体に対する応答を有し得る。ガスセンサ１０８の適切なサブセットのガスセンサの１つ又は複数は、試験ガスの複数の検体の１つ又は複数に対して応答しなくてもよい。以上からの例を継続すれば、ガスセンサ１０８ａは、第２及び第３検体に対して応答しなくてもよく、ガスセンサ１０８ｃは、第３検体に対して応答しなくてもよく、及び、ガスセンサ１０８ｄ及び１０８ｈは、第１検体に対して応答しなくてもよい。

【0117】

[00123] 適切なサブセットが選択されており、これは、閾値応答を充足する試験ガス中の複数の既知の検体の１つ又は複数の検体に対する特定のセンサの応答に基づいて複数のガスセンサから特定のガスセンサを選択することを含む（５１０）。図３Ａ～図３Ｃを参照して記述されるように、ガスセンサは、試験ガス中の複数の検体の１つ又は複数に対する少なくとも閾値応答Ｒｔを有し得る。例えば、ガスセンサＡ及びガスセンサＣは、図３Ａ及び図３Ｃにおいて描かれているように、それぞれ、両方とも、試験ガスの複数の検体の１つ又は複数の検体に対する少なくとも閾値応答を示している。適切なサブセットは、試験ガスの複数の検体の１つ又は複数の検体に対する閾値応答をそれぞれが充足するガスセンサを含むように選択することができる。

【0118】

[00124] いくつかの実装形態において、閾値応答をそれぞれが充足するガスセンサのサブセットは、試験ガス中の複数の検体の１つ又は複数の検体に対する閾値反応性を充足することを含み得る。一例において、閾値反応性は、例えば、ＭＯｘセンサの場合には、１つ又は複数の検体に応答したガスセンサの抵抗率の閾値変化を含む。別の例において、閾値反応性は、例えば、電気化学センサの場合には、センサの電極における１つ又は複数の検体の閾値酸化又は還元を含む。

【0119】

[00125] いくつかの実装形態において、閾値反応性は、特定のガスセンサの合計応答範囲との関係における少なくとも０．１％の変化によって定義することができる。閾値反応性は、特定のガスセンサ用の標準検出可能信号と見なされるものにより、部分的に定義することが可能であり、及び、例えば、ＭＯｘセンサと電気化学センサの間において異なり得るなどのように、特定のガスセンサの合計応答範囲に応じて異なり得る。

【0120】

[00126] 適切なサブセットを選択することは、閾値時間応答を充足する選択されたガスセンサに基づいてガスセンサの適切なサブセット内において選択されたセンサを含むように決定することを更に含む（５１２）。閾値時間応答は、試験ガスに対する特定のガスセンサの曝露と特定のガスセンサが閾値時間応答Ｒｔに到達することの間の時間の量を含み得る。一例において、図３Ａ及び図３Ｃにおいて描かれているように、ガスセンサＡ及びガスセンサＣのそれぞれは、閾値応答Ｒｔに到達するために、それぞれ、異なる時間の量Ｐ１及びＰ３を有する。結果として、ガスセンサＡが適切なサブセット内に含まれるように選択されるが、ガスセンサＣは、適切なサブセット内に含まれるように選択されないように、閾値時間応答は、Ｐ１超但しＰ３未満であってよい。

【0121】

[00127] 図３Ａ～図３Ｃにおいて描かれているように、閾値時間応答は、特定のガスセンサが試験ガスへの曝露の終了の後にベースライン読取りに到達するための回復の時間の量を更に含み得る。換言すれば、これは、再度別の試験ガスに曝露され得る前にガスセンサが試験ガスへの曝露から回復するのに所要する時間の量である。

【0122】

[00128] いくつかの実装形態において、第１ガスセンサ及び第２ガスセンサは、ガスセンサの個々の応答に基づいてガスセンサの適切なサブセット内における包含のために選択することが可能であり、第１ガスセンサ及び第２ガスセンサは、例えば、両方が期間Ｐ１内において閾値応答Ｒｔを充足するなどのように、複数の検体の同一の検体の組に対して類似の応答を有するように決定される。第１ガスセンサの第１時間応答は、第２ガスセンサの第２時間応答未満となるように決定することが可能であり、この場合には、結果的に、第１ガスセンサのみがガスセンサのサブセット内において利用されるように決定される。一例においては、図３Ａ及び図３Ｃに描かれているように、ガスセンサＡ及びガスセンサＣのそれぞれは、それぞれ、タイムスタンプＴ３においてベースライン応答に到達するように、異なる回復時間量Ｐ２及びＰ４を有する。閾値時間応答は、結果的にガスセンサＡが適切なサブセット内に含まれるように選択されるが、ガスセンサＣは、適切なサブセット内に含まれるように選択されないように、Ｐ４未満但しＰ２超であってよい。一例においては、ガスセンサ１０８のアレイのガスセンサが対象の検体に応答しない又はその合計応答範囲の少なくとも０．１％の応答を有していない場合には、ガスセンサは、適切なサブセットから排除することができる。

【0123】

[00129] いくつかの実装形態において、センサの適切な組を選択するための閾値時間応答及び閾値応答は、試験ガスに対する非ゼロ応答性を有する複数のセンサのセンサのサブセットに部分的に依存している。対象の検体及び／又は検出することが相対的に困難である検体の非常に低い濃度を有する試験ガスの場合には、試験ガスに対する非ゼロの感応性であるセンサのサブセットは、例えば、閾値応答Ｒｔに到達するためのサンプリング時間が相対的に長いなどのように、低い感度及び長い時間応答を有し得る。この例においては、閾値時間応答は、相対的に長い時間の期間に設定されてもよく、及び、閾値応答は、相対的に低い応答Ｒに設定されてもよい。対照的に、対象の検体及び／又は検出が相対的に簡単である検体の高い濃度を有する試験ガスの場合には、非ゼロの感応性であるセンサのサブセットは、複数のガスセンサの大きなサブセットであってもよく、ガスセンサのサブセットの少なくともいくつかは、試験ガスに対する高い感度及び迅速な時間応答を有しており、例えば、閾値応答Ｒｔに到達するためのサンプリング時間は、相対的に短い。この例においては、閾値応答は、相対的に短い時間の期間に設定されてもよく、及び、閾値応答は、相対的に高い応答Ｒに設定されてもよい。

【0124】

[00130] いくつかの実装形態において、ガスセンサの適切なサブセットは、試験ガスの複数の検体に対して最良の応答を集合的に有するガスセンサの最適化された組を選択することにより、選択される。それぞれの個々のガスセンサは、複数の検体の１つ又は複数の検体に応答しなくてもよいが、全体的には、複数の検体の特定の検体に対する最良の応答性を有し得る。

【0125】

[00131] いくつかの実装形態において、ガスセンサの適切なサブセットを選択することは、費用検討事項、ガス検知アレイのガスセンサのそれぞれのタイプの信頼性、及び特定の環境及び用途の反復可能性要件に部分的に依存している。一例において、例えば、中毒性ガスなどの安全の面で重要な側面を有する環境は、ガスセンサの適切なサブセットの選択において検知の冗長性を考慮することが可能であり、この場合には、同一のセンサ応答を有する複数のセンサを選択することができる。

【0126】

[00132] いくつかの実装形態において、ガスセンサの適切なサブセットを選択することは、例えば、工場環境などの特定の試験環境内において配備された、例えば、ガス検知装置４０２などのガス検知装置内に含まれるようにガスセンサの適切なサブセットのガスセンサのみを選択することを含む。例えば、図１において記述されるガスセンサのマルチモードアレイなどのガスセンサの合計利用可能数を下回るものが、試験環境内において配備されるガス検知装置４０２内に物理的に内蔵される。

【0127】

[00133] いくつかの実装形態においては、ガスセンサの適切なサブセットを選択することは、例えば、工場環境などの特定の試験環境内において配備された、例えば、ガス検知装置４０２などのガス検知装置用のガスセンサの適切なサブセットのガスセンサのみからの収集されたデータを含む。例えば、図１において記述されるガスセンサ１０８のマルチモードアレイなどの合計利用可能数のガスセンサが試験環境内において配備されたガス検知装置４０２内に物理的に内蔵されるが、例えば、応答データ１１８などの検知データは、ガスセンサの適切な組からのみ収集される。

【0128】

[00134] 図６は、ｅノーズガス検知装置の例示のためのプロセス６００のフロー図である。ｅノーズガス検知装置１０２は、ガスマニホルド１２６内において複数のガス源からの複数の既知の検体をそれぞれが含む複数の試験ガスを含むシステム１００を使用してトレーニングすることができる。

【0129】

[00135] トレーニングデータは、システム１００を使用して生成することが可能であり、及び、機械学習モデルをトレーニングするために提供することが可能であり、次いで、機械学習モデルは、１つ又は複数の検体を検出するために試験環境内において配備することができる。トレーニングデータの複数の組を生成することが可能であり、トレーニングデータのそれぞれの組は、機械学習モデルが、例えば、組立環境にとってのプロセスガスなどの、及び、例えば、不活性化学物質ではなく中毒性化学物質を検出することなどのように特定の環境にとって重要性を有する、環境に適した検体の組を認識するようにトレーニングされるように、例えば、工場環境、農業環境、自宅環境、などのような特定の試験環境についてカスタマイズすることができる。図６を参照して記述されるプロセス６００は、トレーニングデータが既知の検体の異なる組及びガス源１３０からの検体の既知の濃度を使用して複数の異なる環境について同一の検知装置１０２を使用して生成され得るように、柔軟である。

【0130】

[00136] トレーニングデータは、複数の試験ガスについて生成されており、それぞれの試験ガスは、複数の検体を含み、及び、第１環境を表している（６０２）。例えば、産業環境、農業環境、住宅環境、などのような第１環境は、環境の特性に応じて対象の関連する検体及び対象ではない検体の特定の組を有することができる。試験ガスは、それぞれ、複数の検体の組の特定の組成を含み、特定の組成は、対象の検体及び対象ではない検体のサブセットの既知の濃度を含み得る。

【0131】

[00137] トレーニングデータは、それぞれの試験ガスごとに生成されており、これは、動作条件の第１の組において試験ガスに対して複数のガスセンサを含むマルチモードガスセンサアレイを曝露させることを含み、複数のガスセンサは、ガスセンサの第１タイプ及びガスセンサの第１タイプとは異なるガスセンサの第２タイプを含む（６０４）。動作条件の第１の組は、複数の検体の対象の第１検体の第１濃度及び複数の検体の対象ではない第２の検体の第２濃度を含む。例えば、対象である第１の検体の第１濃度は、コーヒーの０．２％であり、及び、対象ではない第２の検体の第２濃度は、エタノールの１％であり、第１検体及び第２検体は、試験ガス中において、例えば、窒素などの不活性ガスと混合される。

【0132】

[00138] マルチモードガスセンサアレイを曝露させることは、ガスマニホルド１２６からガス入口１１０を通じて環境レギュレータ１０６内に試験ガスを流すことを含む。例えば、加熱／冷却フィンなどの環境レギュレータ１０６内において、試験ガスは、例えば、温度ゲージ１２８によって計測される及び環境コントローラ１２４によって監視される特定の温度に調節される。次いで、試験ガスは、ガスセンサ１０８のアレイに提供され及びガス出口１１２を通じて排気される。ハウス１０４内の試験ガスのフローは、環境コントローラ１２４によって制御することが可能であり、及び、例えば、フローメータ２１４や圧力レギュレータ２０２などのガスマニホルド１２６の制御コンポーネントを使用して、及び、ハウジング１０４内のファン１１４によって生成される負圧により、或いは、これらの組合せにより、部分的に調節することができる。

【0133】

[00139] それぞれの試験ガスごとに、動作条件の第１の組における試験ガスに応答する複数のガスセンサのそれぞれごとの応答データを含むサンプルデータの第１の組が、データ処理装置により、及び、複数のガスセンサのそれぞれから、収集される（６０６）。応答データ１１８は、ガス検知装置１０２の複数のガスセンサ１０８のそれぞれからデータ処理装置１１６によって収集することができる。

【0134】

[00140] 応答データ１１８は、ガスセンサの複数の異なるタイプのガスセンサ１０８のタイプに部分的に応じて応答の複数の異なるフォーマットを含み得る。応答データのフォーマットは、例えば、ＰＩＤセンサからの光学応答データ、例えば、ＭＯｘセンサからの電気抵抗率データ、並びに、例えば、電気化学センサからの酸化／還元応答データを含み得る。いくつかの実装形態において、応答データ１１８は、例えば、ＭＯｘガスセンサの場合には、試験ガスに対する曝露の際の所定の時間の期間にわたるガスセンサの電気抵抗率の尺度を含む。

【0135】

[00141] これに加えて、例えば、試験ガスが環境レギュレータ１０６からガスセンサ１０８のアレイに提供された際には、試験ガスがガスセンサ１０８に曝露された際に表される、例えば、タイムスタンプ、温度／湿度データ、などのような注釈データ１２０を記録することもできる。注釈データ１２０の更なる詳細については、以上において図３Ａ～図３Ｃを参照して更に詳細に記述される。

【0136】

[00142] 試験ガス中の対象の１つ又は複数の検体及び対象ではない１つ又は複数の検体の個々の濃度を含む試験ガスの特定の組成を記述している組成データ１２２をそれぞれの試験ガスごとに記録することができる。対象の既知の検体及び対象ではない検体は、ガスセンサ１０８のマルチモードアレイのそれぞれのガスセンサによって生成された応答データ１１８と関連付けることができる。

【0137】

[00143] いくつかの実装形態において、既知の検体の既知の濃度は、複数のガスセンサの、例えば、応答出力などの応答データ１１８にラベルを付与するために使用することができる。ラベルが付与された応答データ１１８は、トレーニングのために機械学習モデルに提供することができる。ラベルが付与された応答データ１１８は、同一の設計を有する異なる検知装置１０２の間の一貫性を保証するために、例えば、標準ベースラインに対して較正するなどのように、処理することができる。

【0138】

[00144] 複数のガスセンサからのガスセンサのサブセットが、試験ガスについてサンプルデータの第１の組から選択されており、ガスセンサのサブセットのそれぞれのガスセンサについて収集された応答データは、閾値応答を充足している（６０８）。図５を参照して上述したように、ガスセンサのサブセットは、例えば、それぞれの選択されたセンサが試験ガスに対する応答性の閾値を充足していることに部分的に基づいて選択することができる。これに加えて、ガスセンサのサブセットは、それぞれの選択されたセンサが試験ガスに対する選択されたガスセンサの曝露の終了の後に閾値回復期間未満であることに部分的に基づいて選択することもできる。

【0139】

[00145] いくつかの実装形態において、複数のガスセンサは、ガスセンサ１０８のマルチモードアレイ内の３８個以上のガスセンサであり、ガスセンサのサブセットは、ガス検知装置１０２内のガスセンサの合計数のすべて未満を含む。例えば、ガス検知装置１０２内のガスセンサの合計数は、例えば、ＭＯｘセンサ、ＰＩＤセンサ、電気化学センサなどの複数の異なるタイプの３０個のガスセンサであり、及び、選択されたガスセンサのサブセットは、１５個のガスセンサ、２０個のガスセンサ、又は８個のガスセンサである。選択されたガスセンサのサブセットは、動作条件の第１の組の下において特定の試験ガスに応答するためのガス検知装置１０２内の合計利用可能ガスセンサの最適化されたサブセットを表している。

【0140】

[00146] マルチモードガス検知アレイの複数のガスセンサは、動作条件の第２の組の下において試験ガスに曝露される（６１０）。動作条件の第２の組は、例えば、温度／相対湿度、試験ガス中の検体の相対濃度、及び／又は試験ガス中の対象の１つ又は複数の検体及び対象ではない検体の組などのサンプリング条件に基づいて動作条件の第１の組とは異なり得る。

【0141】

[00147] いくつかの実装形態において、動作条件の第２の組は、複数の検体の対象の第２の検体の第１濃度及び複数の検体の対象ではない検体の第２濃度を含む。以上からの例を継続すれば、動作条件の第２の組は、対象ではない検体としてのエタノールの１％と組み合わせられた、及び、例えば、窒素などの不活性ガスと混合された、例えば、０．１％バニラなどの対象の第２検体の第１濃度を含み得る。

【0142】

[00148] いくつかの実装形態において、動作条件の第２の組は、複数の検体の対象の検体の第３濃度及び複数の検体の対象ではない検体の第４濃度を含み、第３濃度は、第１濃度とは異なっている。以上からの例を継続すれば、対象の検体の第３濃度は、０．５％のコーヒーであることが可能であり、及び、対象ではない検体の第４濃度は、エタノールの５％であることが可能であり、２つの検体は、次いで、試験ガスを生成するために、例えば、窒素などの不活性ガスと混合される。

【0143】

[00149] 別の例において、対象の検体の第３濃度は、０．５％のコーヒーであることが可能であり、及び、対象ではない検体の第４濃度は、例えば、エタノールの１％などのように、第２濃度と同一であることが可能であり、２つの検体は、次いで、試験ガスを生成するために、例えば、窒素などのパージガスと混合される。

【0144】

[00150] いくつかの実装形態において、動作条件の第２の組の下において試験ガスにガスセンサを曝露させる前に、複数のガスセンサ１０８は、所定の時間の期間にわたって、例えば、窒素又は圧縮された清浄な乾燥空気などのパージガスに曝露される。例えば、図２に描かれているガス源１３０ａなどのパージガスは、例えば、図３ＡにおけるガスセンサＡ用のＰ２を短縮するなどのように、試験ガスへの曝露の後のセンサの回復時間の短縮を支援するために、及び／又は、残りの試験ガスがハウジング１０４又はガスマニホルド１２６内に存在しないことを保証するために、使用することができる。

【0145】

[00151] いくつかの実装形態において、パージガスへの複数のガスセンサ１０８の曝露の時間の期間は、センサのそれぞれがベースライン抵抗率読取りに到達するための時間の量であってよい。曝露の時間の期間は、複数のガスセンサ１０８の個々の回復時間のすべてのものの最長の回復時間に基づいて選択することができる。パージガスへの複数のガスセンサ１０８の曝露の時間の期間は、例えば、１分、５分、３０秒、又はこれらに類似したものであってよい。

【0146】

[00152] 応答データを含むサンプルデータの第２の組は、動作条件の第２の組の下において、試験ガスに応答して、データ処理装置により、及び、ガスセンサのサブセットのそれぞれから、収集される（６１２）。応答データ１１８は、ステップ６０８において動作条件の第１の組の下において試験ガスに応答して選択されたガス検知装置１０２の複数のガスセンサの選択されたガスセンサ１０８のサブセットのみから、データ処理装置１１６によって収集することができる。ガスセンサ１０８のサブセット内における包含のために選択されなかった複数のガスセンサ１０８のガスセンサ１０８は、例えば、サンプリングプロセスにおいて、スイッチ「オフ」することができる。別の例において、ガスセンサ１０８のサブセット内における包含のために選択されなかったガスセンサ１０８は、サンプリングプロセスにおいて、例えば、「オン」状態であるなどのように、有効であってよいが、これらの特定のガスセンサによって生成されたデータは、データ処理装置１１６によって収集されなくてもよい。

【0147】

[00153] 試験ガスについて、第１環境を表すトレーニングデータが、ガスセンサのサブセットのそれぞれからのサンプルデータの第１の組及びサンプルデータの第２の組から生成される（６１４）。いくつかの実装形態において、トレーニングデータは、試験ガスに対するそれぞれのセンサごとのキャプチャされた応答、例えば、「スニフ」時間などのように応答がキャプチャされた時間の量のみならず、ガス曝露のベースライン計測値が試験ガスの曝露の前に記録されなかった時間の量及び応答が試験ガスへの曝露の終了の後にキャプチャされた時間の量を記録することにより、生成される。換言すれば、トレーニングデータは、図３Ａ～図３Ｃを参照して記述されるように、センサ応答のみならず、ベースライン計測値を表記するラベルが付与されたタイムスタンプ、試験ガスに対する曝露、及び回復計測値をも含む。変化する検体の組成及びそれぞれの検体の濃度を含むそれぞれのラベルが付与されたセンサ応答が様々な試験ガスについて生成される。

【0148】

[00154] ステップ６０２～６１４を参照して記述されるプロセスは、複数の試験ガスについて反復することが可能であり、それぞれの試験ガスは、試験環境を表している。複数の試験ガスは、ガスセンサ１０８の応答がトレーニングデータを生成するために計測される、例えば、温度などの、組成及び／又は環境条件の範囲に基づいて選択することができる。

【0149】

[00155] トレーニングデータが機械学習モデルに提供される（６１６）。機械学習モデルは、試験ガスの特定の組及び環境条件を使用してそれぞれの意図された試験環境ごとにトレーニングすることができる。例えば、産業用途用の機械学習モデルは、食品生産設備用の機械学習モデルとは異なることが可能であり、トレーニングデータの両方の組は、図１を参照して記述されるシステム１００を使用して生成される。

【0150】

[00156] いくつかの実装形態において、トレーニングデータを使用して機械学習モデルをトレーニングすることは、ガスセンサのサブセットに動作条件の第３組の下において複数の試験ガスの特定の試験ガスを提供することを更に含み得る。サンプルデータの第３の組がガスセンサのサブセットのそれぞれから収集され及び機械学習モデルに提供される。機械学習モデルは、例えば、試験ガス中に含まれている検体及び試験ガス中に含まれている検体のそれぞれの相対濃度を決定するなどのように、動作条件の第３の組の下において特定の試験ガスを記述している特性を決定している。例えば、動作条件の第３の組は、例えば、コーヒーの０．６％などの対象の検体の第５濃度と、例えば、エタノールの１％などの対象ではない検体の第６濃度と、を含むことが可能であり、２つの検体は、動作条件の第３の組の下において試験ガスを生成するために、例えば、窒素などの不活性ガスと共に混合される。

【0151】

[00157] いくつかの実装形態において、動作条件の第１の組、動作条件の第２の組、及び動作条件の第３の組の動作条件は、試験ガスがガスセンサ１０８のサブセットに曝露された際の試験ガス及びガスセンサ１０８の特定の温度及び相対湿度として定義される。例えば、動作条件の第１の組は、１０％の湿度において２０℃であることが可能であり、動作条件の第２の組は、３３％の湿度において４０℃であることが可能であり、及び、動作条件の第３の組は、３３％の湿度において３５℃であることができる。

【0152】

[00158] いくつかの実装形態において、動作条件の第３の組の下において試験ガスを記述している特性を決定することは、機械学習モデルにより、動作条件の第３の組の下において試験ガス中の第１検体の第１濃度を識別することを含む。

【0153】

[00159] 図７Ａ～図７Ｄは、ｅノーズガス検知装置の例示のための概略図である。図７Ａは、例えば、ガス検知装置４０２などのｅノーズガス検知装置７００の例示のための外観を描いている。ガス検知装置７００は、ガス検知装置７００の様々なコンポーネントを収容している、例えば、ハウジング１０４などの、ハウジング７０２を含み得る。例えば、ガス入口１１０などのガス入口７０４は、例えば、未知のガス混合物４０４などの未知のガス混合物を受け取ることが可能であり、及び、未知のガス混合物をハウジング７０２内の、例えば、ガスセンサ１０８のマルチモードアレイなどのマルチモードガス検知アレイに提供することができる。ガス検知装置７００は、タッチスクリーンを含み得る、例えば、ディスプレイ４０６などのディスプレイ７０６を含み得る。ディスプレイ７０６は、例えば、稼働試験、試験パラメータ、などのようなユーザー命令を受け取るための直観的なユーザーインターフェイスを提供することが可能であり、及び、例えば、情報４０８などの情報をディスプレイ７０６を観察しているユーザーに表示することができる。

【0154】

[00160] ガス検知装置７００の、例えば、幅及び長さなどのフットプリントは、例えば、２×４インチ未満、１０×１２インチ未満、２０×２０インチ未満、又はこれらに類似したものであってよい。図７Ａには、矩形フォームファクタを有するものとして描かれているが、円筒形フォームファクタなどのその他のフォームファクタも可能である。一例において、ガス検知装置７００は、例えば、１４×８×５インチなどの標準的な靴箱に類似した寸法を有し得る。いくつかの実装形態において、ガス検知装置７００のフットプリントは、例えば、１ｍｍ×１ｍｍ×０．１ｍｍ以下のレベルにおいて、シリコンチップの寸法にフィットし得る。

【0155】

[00161] 図７Ｂは、ｅノーズガス検知装置７２０の別の例の斜視図を描いており、ガス検知装置７２０のハウス７２２の一部分は、装置７２０の内部を観察するように透明になっている。ガス検知装置７２０は、例えば、ガスセンサ１０８のマルチモードアレイなどのガスセンサ７２４のマルチモードアレイを含む。図７Ｂにおいて描かれているように、ガスセンサ７２４のマルチモードアレイは、複数のタイプのガスセンサ７２４ａ、７２４ｂ、７２４ｃ、及び７２４ｄを含む。複数のタイプのガスセンサは、異なるフォームファクタ、ガス検知メカニズム、動作パラメータ、又はこれらに類似したものを有し得る。ガスセンサのマルチモードアレイについては、以上において図１～図４を参照して更に詳細に記述される。

【0156】

[00162] ガス検知装置７２０は、例えば、未知のガス混合物４０４などの未知のガス混合物を受け取るために及び未知のガス混合物をマルチモードガス検知アレイ７２４に提供するために、例えば、ガス入口１１０などのガス入口７２６を含む。ガス検知装置７２０は、ガスセンサ７２４に跨って未知のガス混合物のフローを調節するために、内部チューブ及び／又はフィンを介してガス入口７２６から未知のガス混合物をルーティングすることができる。いくつかの実装形態において、ガス検知装置７２０は、例えば、図１及び図４の環境レギュレータ１０６を参照して記述される加熱フィン又は別の温度制御コンポーネントを含む。

【0157】

[00163] いくつかの実装形態において、ガス検知装置７２０は、ディスプレイ７２８を含む。

【0158】

[00164] 図７Ｃは、軸Ａ－Ａに沿ったガス検知装置７２０の側面図を描いている。ハウジング７２２は、ガス検知装置７２０の内部コンポーネントを表示するために透明であるものとして描かれている。ガスセンサ７２４は、例えば、接点及びピンなどの個々の回路７３０を含み、及び、印刷回路基板（ＰＣＢ）７３２の更なる回路との物理的及び電気的接触状態にあってよい。例えば、データ処理装置１１６などのデータ処理装置に対する回路７３０を介したガスセンサ７２４への更なる電気接続を含むことができる（図示されてはいない）。

【0159】

[00165] 図７Ｄは、軸Ｂ－Ｂに沿ったガス検知装置７２０の別の側面図を描いている。ハウジング７２２は、ガス検知装置７２０の内部コンポーネントを表示するように透明であるものとして描かれている。ガス入口７２６において導入された未知のガス混合物は、ハウジング７２２内に及びガスセンサ７２４上において流れ、これにより、７３４によって示されるフロー経路を辿っている。ガス混合物は、例えば、ガス出口１１２などのガス出口７３６を通じて排出される。いくつかの実装形態において、ファン１１４などのファン、ポンプ、又はブロア７３８は、例えば、ガス出口１１２などのガス出口（図示されてはいない）へのガス入口７２６からのフローを促進するために、ハウジング７２２内において負圧を提供することができる。

【0160】

[00166] 図８は、上述の動作を実行するために使用され得る例示のためのコンピュータシステムのブロック図である。システム８００は、プロセッサ８１０、メモリ８２０、ストレージ装置８３０、及び入出力装置８４０を含む。コンポーネント８１０、８２０、８３０、及び８４０のそれぞれは、例えば、システムバス８５０を使用することにより、相互接続することができる。プロセッサ８１０は、システム８００内における実行用の命令を処理する能力を有する。一実装形態において、プロセッサ８１０は、シングルスレッド型のプロセッサである。別の実装形態においては、プロセッサ８１０は、マルチスレッド型のプロセッサである。プロセッサ８１０は、メモリ８２０内において又はストレージ装置８３０上において保存される命令を処理する能力を有する。

【0161】

[00167] メモリ８２０は、システム８００内において情報を保存している。一実装形態において、メモリ８２０は、コンピュータ可読媒体である。一実装形態において、メモリ８２０は、揮発性メモリユニットである。別の実装形態において、メモリ８２０は、不揮発性メモリユニットである。

【0162】

[00168] ストレージ装置８３０は、システム８００用のマスストレージを提供する能力を有する。一実装形態において、ストレージ装置８３０は、コンピュータ可読媒体である。様々な異なる実装形態において、ストレージ装置８３０は、例えば、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、複数の演算装置によってネットワーク上において共有されるストレージ装置（例えば、クラウドストレージ装置）、又はなんらかのその他の大容量ストレージ装置を含み得る。

【0163】

[00169] 入出力装置８４０は、システム８００用の入出力動作を提供している。一実装形態において、入出力装置８４０は、例えば、Ethernetカード、例えば、ＲＳ－２３２ポートなどのシリアル通信装置、及び／又は、例えば、８０２．１１カードなどの無線インターフェイス装置などの１つ又は複数のネットワークインターフェイス装置を含み得る。別の実装形態において、入出力装置は、入力データを受け取るように、及び、出力データを、例えば、キーボード、プリンタ、及び表示装置８６０などのその他の入出力データに送信するように、構成されたドライバ装置を含み得る。但し、モバイル演算装置、モバイル通信装置、セットトップボックステレビクライアント装置、などのようなその他の実装形態も使用することができる。

【0164】

[00170] 例示のための処理システムが図８において記述されるが、本明細書において記述される主題の実装形態及び機能的動作は、本明細書において開示される構造及びその構造的均等物を含むその他のタイプのデジタル電子回路において、或いは、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、又はハードウェアにおいて、或いは、これらの１つ又は複数のものの組合せにおいて、実装することができる。

【0165】

[00171] 本明細書は、システム及びコンピュータプログラムコンポーネントとの関連において「構成される」という用語を使用している。１つ又は複数のコンピュータのシステムが特定の動作又はアクションを実行するように構成される、というのは、システムがその上部において、システムが動作の際に動作又はアクションを実行するようにするソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらに組合せをインストールしていることを意味している。１つ又は複数のコンピュータプログラムが特定の動作又はアクションを実行するように構成される、というのは、１つ又は複数のプログラムがデータ処理装置によって実行された際に装置が動作又はアクションを実行するようにする命令を含んでいることを意味している。

【0166】

[00172] 本明細書において記述される主題及び機能的動作の実施形態は、本明細書において開示される構造及びその構造的均等物を含むデジタル電子回路において、有体的に実施されたコンピュータソフトウェア又はファームウェアにおいて、コンピュータハードウェアにおいて、或いは、これらの１つ又は複数のものの組合せにおいて実装することができる。本明細書において記述される主題の実施形態は、１つ又は複数のコンピュータプログラムとして、即ち、データ処理装置による実行のための又はその動作を制御するための有体の一時的ではないストレージ媒体上においてエンコーディングされたコンピュータプログラム命令の１つ又は複数のモジュールとして、実装することができる。コンピュータストレージ媒体は、機械可読ストレージ媒体、機械可読ストレージ基板、ランダム又はシリアルアクセスメモリ装置、又はこれらの１つ又は複数のものの組合せであってよい。或いは、この代わりに、又はこれに加えて、プログラム命令は、データ処理装置による実行用に適切なレシーバ装置への送信のために情報をエンコーディングするように生成された、例えば、機械によって生成された電気、光、又は電磁信号などの人工的に生成された伝播信号上においてエンコーディングすることができる。

【0167】

[00173] 「データ処理装置」という用語は、データ処理ハードウェアを意味し、及び、例として、プログラム可能な１つのプロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ又はコンピュータを含むデータを処理するためのすべての種類の装置、機器、及び機械を包含している。また、装置は、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラム可能なゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（用途固有の集積回路）などの特殊目的論理回路であることも可能であり、或いは、これを更に含み得る。装置は、ハードウェアに加えて、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、又はこれらの１つ又は複数のものの組合せを構成するコードなどのコンピュータプログラム用の実行環境を生成するコードを任意選択により含み得る。

【0168】

[00174] プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、app、モジュール、ソフトウェアモジュール、スクリプト、又はコードとも呼称され得る又は記述され得るコンピュータプログラムは、コンパイラ又はインタープリタ言語或いは宣言型又は手続き型言語を含むプログラミング言語の任意の形態において記述することが可能であり、及び、これは、スタンドアロンプログラムとしてのもの、或いは、モジュール、コンポーネント、サブルーチン、又は演算環境において使用されるのに適したその他の単位としてのものを含む任意の形態において配備することができる。プログラムは、ファイルシステム内のファイルに対応し得るが、これは必須ではない。プログラムは、例えば、マークアップ言語文書内において保存される１つ又は複数のスクリプトなどのその他のプログラム又はデータを保持するファイルの一部分内において、或いは、例えば、１つ又は複数のモジュール、サブプログラム、又はコードの一部分を保存するファイルなどの対象のプログラムに専用である単一のファイル内において又は複数の調整されたファイル内において保存することができる。コンピュータプログラムは、１つのサイトにおいて配置された、或いは、複数のサイトに跨って分散された、及び、データ通信ネットワークによって相互接続された、１つのコンピュータ又は複数のコンピュータ上において実行されるように配備することができる。

【0169】

[00175] 本明細書においては、「エンジン」という用語は、１つ又は複数の特定の機能を実行するようにプログラミングされたソフトウェアに基づいたシステム、サブシステム、又はプロセスを意味するように広範に使用される。一般に、エンジンは、１つ又は複数の場所において１つ又は複数のコンピュータ上においてインストールされた１つ又は複数のソフトウェアモジュール又はコンポーネントとして実装されることになる。いくつかのケースにおいて、１つ又は複数のコンピュータは、特定のエンジンに専用のものとなり、その他のケースにおいては、複数のエンジンは、１つ又は複数の同一のコンピュータ上において設置されることが可能であり及び稼働することができる。

【0170】

[00176] 本明細書において記述されるプロセス及びロジックフローは、入力データに対して動作し及び出力を生成することにより、機能を実行するように１つ又は複数のコンピュータプログラムを実行する１つ又は複数のプログラム可能なコンピュータによって実行することができる。また、プロセス及びロジックフローは、例えば、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣなどの特殊目的ロジック回路により、或いは、特殊目的ロジック回路と１つ又は複数のプログラミングされたコンピュータの組合せにより、実行することができる。

【0171】

[00177] コンピュータプログラムの実行に適したコンピュータは、汎用又は特殊目的マイクロプロセッサ又はこれらの両方、或いは、任意のその他の種類の中央処理ユニットに基づいたものであってよい。一般に、中央処理ユニットは、読み出し専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又はこれらの両方から命令及びデータを受け取ることになる。コンピュータの基本的な要素は、命令を実行する又は稼働させるための中央処理ユニット及び命令及びデータを保存するための１つ又は複数のメモリ装置である。中央処理ユニット及びメモリは、特殊目的論理回路によって補完することが可能であり、或いは、この内部に内蔵することもできる。また、一般に、コンピュータは、例えば、磁気ディスク、磁気光ディスク、又は光ディスクなどのデータを保存するための１つ又は複数のマスストレージ装置を含むことになるか、或いは、これらからデータを受け取るために、或いは、これらにデータを転送するために、或いは、これらの両方を実行するために、動作自在に結合されることになる。但し、コンピュータは、このような装置を有することを必須としてはいない。更には、コンピュータは、いくつかの名称のみを挙げれば、携帯電話機、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、モバイルオーディオ又はビデオプレーヤー、ゲームコンソール、全地球測位システム（ＧＰＳ）レシーバ、或いは、例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブなどの携帯型ストレージ装置などの別の装置内において埋め込むこともできる。

【0172】

[00178] コンピュータプログラム命令及びデータを保存するのに適したコンピュータ可読媒体は、例として、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリ装置などの半導体メモリ装置、例えば、内部ハードディスク又は着脱自在のディスクなどの磁気ディスク、磁気光ディスク、並びに、ＣＤ－ＲＯＭ及びＤＶＤ－ＲＯＭディスクを含む不揮発性メモリ、媒体、及びメモリ装置のすべての形態を含む。

【0173】

[00179] ユーザーとの間のやり取りを提供するために、本明細書において記述される主題の実施形態は、情報をユーザーに表示するための、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタなどの表示装置と、ユーザーが入力をコンピュータに提供し得る、例えば、マウス又はトラックボールなどのキーボード及びポインティング装置と、を有するコンピュータ上において実装することができる。その他の種類の装置も、ユーザーとの間のやり取りを提供するために同様に使用することが可能であり、例えば、ユーザーに提供されるフィードバックは、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバックなどの任意の形態の感覚フィードバックであることが可能であり、ユーザーからの入力も、音響、発話、又は触覚入力を含む任意の形態において受け取ることができる。これに加えて、コンピュータは、例えば、ウェブブラウザから受け取られた要求に応答してウェブページをユーザーの装置上のウェブブラウザに送信することにより、ユーザーによって使用される装置との間において文書を送受信することによってユーザーとやり取りすることができる。また、コンピュータは、例えば、メッセージングアプリケーションを稼働させている及び応答としてユーザーから応答メッセージを受け取っているスマートフォンなどのパーソナル装置にテキストメッセージ又はメッセージのその他の形態を送信することにより、ユーザーとやり取りすることもできる。

【0174】

[00180] また、機械学習モデルを実装するためのデータ処理装置は、例えば、機械学習トレーニング又はプロダクションの共通的な及びコンピュータ集約的な部分、即ち、推論、作業負荷を処理するための特殊目的ハードウェアアクセレレータユニットを含み得る。

【0175】

[00181] 機械学習モデルは、例えば、TensorFlowフレームワーク、Microsoft Cognitive Toolkitフレームワーク、Apache Singaフレームワーク、又はApache MXNetフレームワークなどの機械学習フレームワークを使用して実装及び配備することができる。

【0176】

[00182] 本明細書において記述される主題の実施形態は、例えば、データサーバとしてのものなどのバックエンドコンポーネントを含む、或いは、例えば、アプリケーションサーバなどのミドルウェアコンポーネントを含む、或いは、例えば、ユーザーが本明細書において記述される主題の実装とやり取りし得るグラフィカルユーザーインターフェイス、ウェブブラウザ、又はappを有するクライアントコンピュータなどのフロントエンドコンポーネント、或いは、１つ又は複数のこのようなバックエンド、ミドルウェア、又はフロントエンドコンポーネントの任意の組合せを含む演算システム内において実装することができる。システムのコンポーネントは、例えば、通信ネットワークなどのデジタルデータ通信の任意の形態又は媒体によって相互接続することができる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）と、例えば、インターネットなどのワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）と、を含む。

【0177】

[00183] 演算システムは、クライアント及びサーバを含み得る。クライアント及びサーバは、一般に、相互に離れており、及び、通常は、通信ネットワークを通じてやり取りしている。クライアント及びサーバの関係は、個々のコンピュータ上において稼働している及び互いにクライアント－サーバ関係を有しているコンピュータプログラムによって発生している。いくつかの実施形態において、サーバは、例えば、データを表示している及びクライアントとして機能している装置とやり取りしているユーザーからユーザー入力を受け取ることを目的として、例えば、ＨＴＭＬページなどのデータをユーザー装置に送信している。例えば、ユーザーのやり取りの結果などのユーザー装置において生成されたデータは、装置からサーバにおいて受け取ることができる。

【0178】

[00184] 本明細書は、多くの具体的な実装形態の詳細を含んでいるが、これらは、任意の特徴の範囲又は特許請求され得るものに対する限定として解釈してはならず、むしろ、特定の実施形態に固有の特徴の説明として解釈することを要する。また、別個の実施形態の文脈において本明細書において記述される特定の特徴は、単一実施形態において組合せとして実装することができる。また、逆に、単一実施形態の文脈において記述される様々な特徴も、別個に複数の実施形態において、或いは任意の適切な副組合せとして実装することができる。更には、特徴が、特定の組合せにおいて機能するものとして上述される場合があり、場合によっては、そのように当初特許請求される場合があるが、特許請求される組合せからの１つ又は複数の特徴は、いくつかの事例においては組合せから削除することが可能であり、及び、特許請求された組合せは、副組合せ又は副組合せの変形を対象とすることができる。

【0179】

[00185] 同様に、動作は、特定の順序において図面において描かれているが、これは、望ましい結果を実現するために、このような動作が図示の特定の順序において又は連続的な順序において実行されること又はすべての図示される動作が実行されることを必要としているものとして理解してはならない。特定の状況において、マルチタスク及び並列処理が有利である場合がある。更には、上述の実施形態における様々なシステムコンポーネントの分離は、すべての実施形態においてこのような分離が必要とされるものと理解してはならず、及び、記述されるプログラムコンポーネント及びシステムは、一般に、単一ソフトウェアプロダクト内において１つに統合することも可能であり、或いは、複数のソフトウェアプロダクト内にパッケージ化することもできることを理解されたい。

【0180】

[00186] 従って、以上において主題の特定の実施形態について記述した。その他の実施形態も添付の請求項の範囲に含まれている。いくつかの事例においては、請求項において記述される行為は異なる順序で実行することが可能であり、及び、依然として望ましい結果を実現し得る。これに加えて、添付の図に描かれているプロセスは、望ましい結果を実現するために、図示の特定の順序又は連続的な順序を必須とするものではない。特定の実装形態において、マルチタスク及び並列処理が有利である場合がある。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】

【国際調査報告】