Het ontwikkelen van kunstmatige reukzin heeft niet dezelfde vooruitgang gezien als bij machine vision, maar onderzoekers maken nu significante doorbraken die het vakgebied kunnen veranderen. Kunstmatige reukzin, ofwel de zintuiglijke waarneming van geur, heeft unieke uitdagingen die de vooruitgang hebben belemmerd, maar nieuwe ontwikkelingen beloven een revolutie op dit gebied.
Om de moeilijkheden bij het creëren van kunstmatige reukzin te begrijpen, is het belangrijk om te weten hoe het reukvermogen werkt. Dieren en mensen hebben een reeks chemische detectoren genaamd reukreceptoren. Deze receptoren kunnen een breed scala aan vluchtige chemicaliën met grote gevoeligheid detecteren. In plaats van een één-op-één receptor-chemische match, heeft elk chemisch stof zijn eigen unieke “voetafdruk” die de receptoren op iets andere manieren activeert. Dit complexe signaal wordt vervolgens geïnterpreteerd door het reukzintuigcomplex in de hersenen.
De beperkingen van het bouwen van geminimaliseerde receptoren voor elk chemisch stof hebben onderzoekers geduwd om alternatieve oplossingen te vinden. Een team wetenschappers aan de Universiteit van Wetenschap en Technologie van Hong Kong (HKUST) heeft succesvol biomimetische reukchips ontwikkeld die het natuurlijke reukzintuigsysteem nabootsen. In plaats van individuele receptoren hebben ze nanobuis-sensorreeksen geassembleerd op een nanoporeus substraat, waardoor tot wel 10.000 individueel adresseerbare gasensoren per chip mogelijk zijn. Deze sensoren worden verwerkt door een neurale netwerk-algoritme om een digitale perceptie van specifieke chemische geuren te creëren.
Veelgestelde vragen
Wat zijn reukchips?
Reukchips zijn kunstmatige systemen die de reukzin nabootsen door gebruik te maken van nanobuis-sensorreeksen om vluchtige chemicaliën te detecteren.
Wat zijn de toepassingen van reukchips?
Reukchips hebben verschillende toepassingen, waaronder veiligheidscontrole, defensie en beveiliging, voedsel- en landbouwindustrie, ziektedetectie en integratie met elektronische apparaten.
Kunnen reukchips ziekten zoals kanker detecteren?
Ja, reukchips hebben veelbelovende resultaten getoond in het detecteren van de specifieke geuren die geassocieerd worden met ziekten zoals kanker met hoge nauwkeurigheid.
Zouden reukchips in het menselijk lichaam geïntegreerd kunnen worden?
In de toekomst is het mogelijk om reukchips in het menselijk lichaam te integreren, waardoor individuen nieuwe zintuigen krijgen en hun waarneming van de wereld verbeterd wordt.
De ontwikkeling van reukchips, kunstmatige systemen die de reukzin nabootsen, heeft het potentieel om verschillende industrieën en toepassingen te revolutioneren. Deze chips zijn gecreëerd door het assembleren van nanobuis-sensorreeksen op een nanoporeus substraat, waardoor de detectie van tot wel 10.000 individueel adresseerbare gasensoren per chip mogelijk is. Hier zijn enkele van de industrieën en toepassingen waar reukchips een aanzienlijke impact zouden kunnen hebben:
1. Veiligheidscontrole: Reukchips zouden gebruikt kunnen worden in industrieën zoals fabrieken, waterzuiveringsstations, petrochemische industrieën en milieumonitoring om potentieel schadelijke chemicaliën te detecteren. Hun vermogen om een groter aantal chemicaliën tegelijkertijd te detecteren zou zorgen voor betere veiligheidsbeoordelingen.
2. Defensie en beveiliging: Reukchips geïntegreerd met visionsensoren zouden kunnen worden gebruikt in robots om onzichtbare bedreigingen, zoals drugs of explosieven, te detecteren. Ook zoek- en reddingsoperaties zouden baat hebben bij reukchips, aangezien ze kunnen helpen bij het lokaliseren van overlevenden in door rampen getroffen gebieden.
3. Voedselindustrie: Zeer gevoelige reukchips zouden kunnen worden ingezet om eetbare of bedorven voedselproducten te detecteren. Dit zou helpen zorgen voor de kwaliteit en veiligheid van voedselproducten. Bovendien zouden landbouwdrones uitgerust met reukchips fruitrijping, schimmelziektes van gewassen of insectenferomonen kunnen detecteren, waardoor de landbouwpraktijken verbeterd worden.
4. Gezondheidszorg: Reukchips hebben veelbelovende resultaten laten zien in het detecteren van specifieke geuren die worden uitgestoten door ziekten zoals kanker. Dit zou de kankerscreening kunnen revolutioneren door een niet-invasieve benadering te bieden voor het detecteren van moeilijk te diagnosticeren kankers zoals alvleesklier- en eierstokkanker. Reukchips zouden ook kunnen worden gebruikt om andere ziekten te detecteren, vooral stofwisselingsziekten, door de geur van de huid of adem te analyseren.
5. Integratie met elektronische apparaten: Reukchips zouden geïntegreerd kunnen worden in smartphones en andere elektronische apparaten, waardoor continue monitoring en automatische detectie van bedreigingen zoals koolmonoxide, rook of gaslekken mogelijk wordt. Ze zouden ook toepassingen kunnen vinden in gebieden zoals koken door specerijen te herkennen of zelfs door de digitale overdracht van geuren tussen telefoons toe te staan.
Het potentieel van reukchips gaat verder dan de huidige toepassingen. In de toekomst kunnen we de integratie van deze chips in het menselijk lichaam zien, waardoor individuen geheel nieuwe zintuigen krijgen. Dit zou onze perceptie en ervaring van de wereld op manieren kunnen verbeteren die we nooit voor mogelijk hielden.
Voor meer informatie over reukchips en gerelateerde onderwerpen kunt u hier terecht.
The source of the article is from the blog mgz.com.tw