人腦的神奇之處在於其能夠處理和整合多感官信息從而實現高級認知功能。有鑒於此🙋🏿，人工仿生系統可以通過模仿人類的感覺器官來感知和處理各種感官信息🛫，從而實現更高效、準確的識別，並縮小人工智能與自然智能之間的差距🙆🏼‍♂️。在人類多感官神經網絡中，視覺、觸覺🙅🏽、聽覺🛟、嗅覺和味覺的整合與交互有助於實現跨模態整合🪄👨🏻‍🏫、識別和聯想等高級認知功能，從而準確評估和全面理解多模態世界。其中🏤，人類從環境中獲取的信息80%以上是通過視覺系統獲得的🙍‍♀️。同時生物嗅覺系統是另一個重要的感官平臺🙅🏽‍♀️，能夠對大量氣味分子進行關鍵識別，賦予人類感知周圍環境🧎‍♂️、評估和識別潛在危險的能力，這推動了光學鼻的出現。因此📻，設計視覺-嗅覺感知平臺來模擬人類神經網絡的多感官整合和交互，實現高級認知功能是非常有前景的🥼。生物胺作為評價食品新鮮度的重要指標，雖有一些嗅覺傳感器對其進行檢測見諸報道，但大多數主要依靠單一信號反應，效率低🕢🧬、成本高。然而，在腐敗過程中🤏🏼，肉製品的視覺特征（色調和質地）和氣味成分（生物胺）會隨時間發生變化，從而為食品新鮮度評估提供了不同的參數，因此與基於單一感官的策略相比👨‍🔬，雙感官仿生傳感器準確性更高。

近日，恒达平台化學科學與工程學院閆冰教授團隊巧妙地將仿生學思想融合於光功能氫鍵有機框架之中，製備出超靈敏的視覺-嗅覺光響應仿生傳感器，並能應用於化學刺激揮發性生物胺的監測和食品新鮮度的評估，相關成果以“Dual-Mode Bionic Visual–Olfactory Co-Sensory for On-Site Biogenic Amines Recognition and Food Freshness Prediction”為題在線發表於國際知名期刊《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)🍐。

研究人員受嗅覺與視覺感知系統的啟發🧹，開發了基於氫鍵有機框架（Eu@HOF-12）的視覺-嗅覺仿生平臺🔷👩🏽‍🚀。該傳感器能夠對生物胺（BAs）產生雙重反應☹️。重要的是，它具有高靈敏度、超快響應（<6秒）和可回收實用性等突出優勢，可與智能手機相結合🧑🏽，通過比色法和比率法實現實時監測生物胺🚴🏿。此外🌺，基於人工智能技術，團隊構建了視覺-嗅覺人機交互平臺，可通過特定氣味指紋高精度識別五種生物胺，完成了視覺和嗅覺信號的集成和互操，為機器人傳感和感知奠定了基礎。同時✷，考慮到水凝膠傳感器對BAs的雙響應模式🀄️，利用邏輯裝置快速識別食品的新鮮度。該研究開發了一種氣味可視化策略🍘，可對食品質量進行現場、實時和靈敏的監測。該研究還設計了一個定量評估系統，用於快速、無損和準確地評估食品新鮮度，最終減少食品浪費🤦🏼‍♀️。

（a）受視覺和嗅覺刺激的生物多感官整合神經系統👩‍🍼；（b）雙模式水凝膠的製備工藝🧏🏿；（c）用於視覺嗅覺信息集成的人機交互平臺〰️；（d）用於實時監測食品新鮮度的邏輯門裝置

閆冰教授為論文的獨立通訊作者🤾🏽，化學科學與工程學院碩士研究生阿麗吐尼姑麗·麥麥提為論文的第一作者🧀。該研究工作得到國家自然科學基金項目的支持👩🏼‍🔬。

論文連接👳🏼‍♀️：https://doi.org/10.1002/adfm.202412817