Moderne elektronica in de vorm van camera's en microfoons hebben het vermogen van mens en dier om te zien en te horen overtroffen. Met de reukzin is alles veel ingewikkelder, maar ook daar helpt elektronica: sensoren voor gassen, explosieven en verdovende middelen ontwikkelen zich stilaan. Een bijzonder veelbelovende richting op het kruispunt van biologie en elektronica, wanneer de receptoren van levende wezens, meestal insecten, worden opgenomen in elektrische circuits.
In het recente verleden is er veel geëxperimenteerd met de antennes van sprinkhanen, die verantwoordelijk zijn voor het detecteren van geuren in insecten. Receptoren in de antennes sturen elektrische impulsen naar het neurale systeem van de sprinkhaan, waarvan de betekenis kan worden ontcijferd met behulp van computeralgoritmen, tegenwoordig kunstmatige intelligentie (AI) genoemd.
Wetenschappers van bijvoorbeeld de Michigan State University leerden met behulp van sprinkhaanantennes op geur naar kankercellen te zoeken en slaagden hierin. Al eerder werd er geëxperimenteerd met het zoeken naar explosieve stoffen. Vandaag rapporteerden onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv opnieuw een succesvolle ervaring, die in detail werd beschreven in een artikel in het tijdschrift Biosensor and Bioelectronics.
Voor de nieuwe studie nam een team van de Universiteit van Tel Aviv een enkele sprinkhanenantenne en bouwde deze in een elektronisch systeem op een robot op wielen. Nadat deze antenne was blootgesteld aan acht verschillende geuren (waaronder citroen, geranium en marsepein), produceerde hij elektrische signalen die werden gedetecteerd en geregistreerd door de elektronica. Een machine learning-algoritme koppelde vervolgens elk kenmerkend signaalpatroon aan een bekende overeenkomstige geur, waardoor elektrische handtekeningen werden vastgesteld voor elk van de acht geuren - en daar hield het niet op.
"Nadat het experiment was voltooid, gingen we verder met het identificeren van andere verschillende en ongewone geuren, zoals verschillende soorten Scotch whisky," zei professor Yossi Yovel, die het onderzoek leidde met dr. Ben Maoz, professor Amir Ayali en promovendus Neta Shvil. . "Een vergelijking met standaard meetapparatuur toonde aan dat de gevoeligheid van de insectenneus in ons systeem zo'n 10 keer hoger is dan in de apparaten die tegenwoordig worden gebruikt."
Omdat de robot mobiel is, werken wetenschappers nu aan methoden waarmee hij geuren naar hun bron kan volgen. Gehoopt wordt dat deze technologie uiteindelijk toepassingen zal vinden bij bijvoorbeeld het opsporen van bommen op vliegvelden of het opsporen van criminelen.
En als je op zoek bent naar het opsporen van geuren in de lucht... nou, dan kan de Smellicopter van pas komen. Het is ontwikkeld door een team van de Universiteit van Washington en is een quadcopter uitgerust met een vlinderantenne die geurbronnen opsnuift.
Ook interessant: