Повеќето од нас го користаѕ сетилот за мирис за да одлучат дали шише млеко или кутија со храна стара една недела е сè уште добро за јадење. Но, иако човечкиот нос може да биде доста остроумен, тој не секогаш фаќа сè. Секоја година милиони луѓе во светот се разболуваат од патогени што се пренесуваат преку храната и кои напредуваат во недоволно зготвена или расипана храна.
За среќа на нашите колективни стомаци, нов електронски нос развиен на калифорнискиот Универзитет Беркли може да ги детектира мирисите поврзани со расипана храна многу попрецизно од човечкиот нос. Исто така, може да го намириса присуството на вообичаени алергени во храната, како ореви и кикирики, што може да биде смртоносно за оние со чувствителност. Носот е опишан во нова студија објавена во списанието Science Advances.
„Мислам дека „паметните“ фрижидери – кои доаѓаат со сензори што можете да ги контролирате на вашиот телефон – би биле одлична примена за овој вид технологија“, вели водечката авторка на студијата, Карла Басил, докторант по електротехника и компјутерски науки на Беркли и членка на Истражувачката група Џејви. „Колку би било одлично ако вашиот фрижидер може да ви каже: „Еј, вашата брокула наскоро ќе се расипе, па веројатно треба да ја јадете“? Или, „Вашето пилешко е на последниот ден“?“
Карла Басил е докторант на четврта година по електротехника и компјутерски науки на Беркли и членка на Истражувачката група „Џејви“.
Новиот вештачки нос е составен од низа од 16 мали сензори за гас, од кои секој е чувствителен на малку поинаква комбинација на гасовити соединенија.
„Можете да го замислите како збир на дигитални клетки за вкус, каде што секој сензор на овој чип реагира уникатно на различните молекули на гас што му се презентирани“, рече Басил во говорот на UC Grad Slam за нејзиното истражување. „Секој од овие 16 сензори има различен сензорски филм на него, а тој работи со претворање на хемиските реакции помеѓу површината на сензорот и молекулата на гас во електрични сигнали.“
Користејќи машинско учење, Басил тренираше модел да ги препознава профилите на одговор на сензорот поврзани со седум различни видови храна: јагода, боровинка, банана, орев, лешник, индиски ореви и кикирики. Таа исто така го тренираше да го препознава мирисот на сурово пилешко, млеко и јајца кога се свежи и кога биле оставени на собна температура 24 часа и 48 часа.
Басил откри дека носот е доволно чувствителен за да намириса 0,05 грама изолиран орев, што е околу една стотинка од просечен излупен орев. Сепак, таа сè уште не ја тестирала чувствителноста на уредот во средини каде што се присутни други гасови, како на пример кога оревите се во салата или торта, или кога расипана храна е во фрижидер со друга храна.
„Идејата е дека можеме да ја користиме релативната селективност на сензорите за гас, во комбинација со способностите за препознавање на шаблони на машинското учење, за да одредиме кој отпечаток од гас е поврзан со секоја храна. Резултатот е сензорски чип кој е многу почувствителен и многу пообјективен од кој било човечки нос.“ рече Басил.
Иако концептот на електронски нос постои од 1980-тите, оживувањето на технологијата беше тешко. Сензорите за еден гас, како оние што се наоѓаат во детекторите за јаглерод моноксид во вашиот дом, се релативно едноставни за производство. Но, интегрирањето на низа различни сензорски филмови на еден чип е многу потешко.
Басил ги надмина многу од овие предизвици користејќи јаглеродни наноцевки како спроводлив материјал, наместо метални оксиди. Јаглеродните наноцевки можат да формираат слоеви кои се дебели само околу неколку нанометри, што е исто како само неколку атоми, или една стотинка од човечка коса. Нивната голема површина им дава многу посебни квалитети, вклучително и тоа што се многу чувствителни на собна температура.
(US Berkeley Research)
