Najnovija platforma, koju su izradili istraživači s Nacionalnog sveučilišta u Seulu u Južnoj Koreji, sadrži mikročip pomoću kojeg računalo može "namirisati" pokvarenu hranu. Za razliku od prethodnih umjetnih nosova, ovaj je kompaktniji i energetski učinkovitiji.

Kako znanstvenici stvaraju tehnologiju koja može mirisati?

Poznata kao umjetni olfaktorni sustavi ili AOS, ova se tehnologija prvi put pojavila 1980-ih. U tipičnom AOS-u, senzori prikupljaju analogne podatke koje odvojeni računalni uređaji moraju pretvoriti u digitalne podatke prije nego što se isporuče procesoru koji izračunava razine koncentracije plina. Ali ovaj proces zahtijeva vrijeme i energiju, a podaci se mogu izgubiti u prijenosu.

Istraživači s Nacionalnog sveučilišta u Seulu stvorili su čip ili senzorsku jedinicu koja prikuplja informacije i pretvara samo bitne podatke, bez posebnog računalnog uređaja. Platforma bi se na kraju mogla spojiti s pametnim telefonima, pružajući rezultate bežičnim putem. Da bi se AOS mogao primijeniti na različite uređaje koji nisu priključeni na struju, kao što su mobilni telefoni, neophodna je mala veličina i izvrsna energetska učinkovitost.

Napajani mikrogrijačima male snage, senzori imaju tanke filmove cinkovog oksida koji mogu detektirati tragove sumporovodika i plinova amonijaka, izdajničke znakove kvarenja u visokoproteinskoj hrani.

Kako bi testirali platformu, istraživači su stavili piletinu u spremnik koji su spojili na osam senzora. Zatim su ubrizgali suhi zrak u posudu s mesom. Sustav je kontinuirano pratio emisije, izračunavajući razine koncentracije plina kako bi ukazao na kvarenje.

Platforma je vrlo prilagodljiva, moguće ju je implementirati u buduće zdravstvene aplikacije uključujući praćenje bolesti kroz ljudski dah.

Jong-Ho Lee i njegovi suradnici s Nacionalnog sveučilišta u Seulu  također se nadaju proširiti svoje istraživanje kombinacijom neuromorfnog sustava koji oponaša ljudski mozak s umjetnim olfaktornim sustavom. U konačnici, mogao bi detektirati široku lepezu plinova, pomažući brojnim poljima.

Budućnost dijagnostike raka?

Stanice raka oslobađaju hlapljive organske spojeve, kemikalije koje mirišu i mogu poslužiti kao biomarkeri za dijagnozu. Unatoč potencijalu umjetnog nosa za ciljanje ovih spojeva, potrebno je više rada i razvoja novih sustava da bi se to ostvarilo. U ovoj fazi platforma može prepoznati samo dvije kemikalije i mjeriti plinove u dijelovima na milijun. Kako bi sustav otkrio rak i druge bolesti, trebao bi reagirati na mnoge različite kemikalije i izračunati koncentracije plina u dijelovima na milijardu.

Vrlo malo elektroničkih nosova je tako osjetljivo. Biološki olfaktorni sustav je još uvijek superioran, zato u zračnoj luci još uvijek vidimo pse, a ne uređaje za testiranje na eksplozive i droge. Postoji otvoreno pitanje kako kemijski senzor učiniti robusnijim, pouzdanijim i osjetljivijim.

Debajit Saha, dr. sc., docent biomedicinskog inženjerstva s Državnog sveučilišta u Michiganu u svom laboratoriju ima drugačiji pristup, a to je otimanje biološkog mozga kako bi obavio posao umjesto čovjeka. Dr Saha koristi žive mozgove insekata i antene, koje pružaju "sve-u-jednom uređaj" za detekciju plina i računanje. Njegov laboratorij otkrio je oralni rak pomoću skakavaca, a u posljednje vrijeme koristi neuralne signale medonosne pčele za otkrivanje raka pluća, istraživanje koje bi uskoro moglo biti objavljeno.