Artificiell luktutveckling: Att utforska nya gränser
Medan framstegen inom maskinvision har varit anmärkningsvärda, har utvecklingen av andra artificiella sinnen legat efter. Ett sådant sinne är luktsinnet, eller känseln för lukt. Utmaningarna med att skapa artificiell luktförmåga har hindrat framsteg, men forskare gör nu betydande genombrott som kan revolutionera fältet.
För att förstå de svårigheter som uppstår när man skapar artificiell luktförmåga är det viktigt att förstå hur luktsinnet fungerar. Djur och människor har en uppsättning kemiska detektorer som kallas luktreceptorer. Dessa receptorer kan upptäcka ett brett spektrum av flyktiga kemikalier med stor känslighet. Istället för en-ett-receptor- kemikalisk matchning har varje förening en unik ”profil” som aktiverar receptorerna på något olika sätt. Denna komplexa signal tolkas sedan av den olfaktoriska komplexet i hjärnan.
Begränsningarna med att bygga miniatyriserade receptorer för varje kemikalie har fått forskare att hitta alternativa lösningar. Ett forskarlag vid Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) har framgångsrikt utvecklat biomimetiska olfaktoriska chip som efterliknar det naturliga olfaktoriska systemet. Istället för individuella receptorer har de sammansatt nanorörsensorgrupper på en nanoporös substrat, vilket möjliggör upp till 10 000 individuellt adresserbara gasgivare per chip. Dessa sensorer bearbetas av en neural nätverksalgoritm för att skapa en digital uppfattning om specifika kemiska dofter.
De potentiella tillämpningarna av olfaktoriska chip är omfattande. När det gäller säkerhet skulle dessa chip kunna användas inom fabriker, vattenrening, petrokemiska industrier och miljöövervakning för att upptäcka potentiellt skadliga kemikalier. Förmågan att upptäcka fler kemikalier samtidigt skulle möjliggöra bättre säkerhetsbedömningar.
Försvar och säkerhet skulle också dra nytta av olfaktoriska chip. Precis som en ”riktig hund” skulle en robot integrerad med olfaktoriska och visionsensorer kunna upptäcka osynliga hot som droger eller sprängämnen. Sök- och räddningsinsatser skulle också kunna använda olfaktoriska chip för att lokalisera överlevande i katastrofdrabbade områden.
Livsmedelsindustrin skulle kunna använda högkänsliga olfaktoriska chip för att upptäcka ätbara eller dåliga livsmedelsprodukter. På liknande sätt skulle jordbruksdronar utrustade med olfaktoriska chip kunna upptäcka frukt mognad, svampsjukdomar på grödor eller insekters feromoner.
En av de mest lovande tillämpningarna är inom hälso-och sjukvården. Sjukdomar som cancer avger specifika lukter, och artificiella sensor tekniker har redan visat sig effektiva för att upptäcka dessa dofter med enastående noggrannhet. Detta skulle kunna revolutionera cancer screening, ge en icke-invasiv metod för att upptäcka svåra att diagnostisera cancer som bukspottkörtelcancer och äggstockscancer. Dessutom kunde olfaktoriska chip användas för att upptäcka andra sjukdomar, särskilt metabola sjukdomar, genom att analysera lukten hos huden eller andedräkten.
Integrationen av olfaktoriska chip i smartphones och andra elektroniska enheter skulle kunna revolutionera våra dagliga liv. Det skulle kunna möjliggöra kontinuerlig övervakning och automatisk upptäckt av hot som kolmonoxid, rök eller gasläckage. Dessutom skulle det kunna bistå i olika tillämpningar, såsom matlagning genom att känna igen kryddor eller till och med möjliggöra digital överföring av dofter mellan telefoner.
Tittar framåt, möjligheterna för artificiell luktsinne är oändliga. I framtiden kan vi se integrationen av olfaktoriska chip i människokroppen, vilket ger individer helt nya sinnen. Förmågan att upptäcka och tolka dofter skulle förstärka vår förståelse och upplevelse av världen på sätt vi aldrig trott möjligt.
FAQ
The source of the article is from the blog elektrischnederland.nl