Robot koji ima “čulo mirisa” pomoću biološkog senzora

Senzor šalje električne signale kao odgovor na prisustvo obližnjeg mirisa, koje robot može otkriti i protumačiti.

Novi tehnološki razvoj Univerziteta u Tel Avivu omogućio je robotu da osjeti miris pomoću biološkog senzora. U ovoj novoj studiji, istraživači su uspješno povezali biološki senzor sa elektronskim sistemom i koristeći algoritam mašinskog učenja, uspjeli su identificirati mirise sa nivoom osjetljivosti 10.000 puta većim od onog kod obično korištenog elektronskog uređaja. Istraživači vjeruju da bi se u svjetlu uspjeha njihovog istraživanja ova tehnologija mogla koristiti i u budućnosti za identifikaciju eksploziva, droga, bolesti i još mnogo toga.

Biološki i tehnološki iskorak predvodili su doktorant Neta Shvil sa Sagol škole neuronauka Univerziteta u Tel Avivu, dr. Ben Maoz sa Fakulteta inženjerskih nauka Fleischman i škole neuronauka Sagol, te prof. Yossi Yovel i prof. Amir Ayali iz Škola zoologije i škola neuronauke Sagol. Rezultati studije objavljeni su u prestižnom časopisu Biosensor and Bioelectronics.

Dr. Maoz i prof. Ayali objašnjavaju: „Tehnologije koje je napravio čovjek još uvijek ne mogu konkurirati milionima godina evolucije. Jedno područje u kojem posebno zaostajemo za životinjskim svijetom je percepcija mirisa. Primjer za to možemo pronaći na aerodromu gdje prolazimo kroz magnetometar koji košta milione dolara i može otkriti da li nosimo metalne uređaje. Ali kada žele provjeriti da li putnik švercuje drogu, dovode psa da ga nanjuši. U životinjskom svijetu, insekti su izvrsni u primanju i obradi senzornih signala. Komarac, na primjer, može otkriti razliku od 0,01 posto u nivou ugljičnog dioksida u zraku. Danas smo daleko od proizvodnje senzora čije se sposobnosti približavaju sposobnostima insekata.”

Istraživači ističu da, općenito, naši osjetilni organi, kao što su oko, uho i nos – kao i organi svih drugih životinja – koriste receptore koji identificiraju i razlikuju različite signale. Zatim, senzorni organ prevodi ove nalaze u električne signale, koje mozak dekodira kao informaciju. Izazov biosenzora je u povezivanju senzornog organa, poput nosa, sa elektronskim sistemom koji zna kako da dekodira električne signale primljene od receptora.

Prof. Yovel: „Priključili smo biološki senzor i pustili ga da osjeti različite mirise dok smo mjerili električnu aktivnost koju je svaki miris izazvao. Sistem nam je omogućio da detektujemo svaki miris na nivou primarnog senzornog organa insekta. Zatim, u drugom koraku, koristili smo mašinsko učenje da kreiramo ‘biblioteku’ mirisa. U istraživanju smo uspjeli okarakterizirati 8 mirisa, poput geranijuma, limuna i marcipana, na način koji nam je omogućio da znamo kada je miris limuna ili marcipana predstavljen. Zapravo, nakon završetka eksperimenta, nastavili smo identificirati dodatne različite i neobične mirise, kao što su razne vrste škotskog viskija. Poređenje sa standardnim mjernim uređajima pokazalo je da je osjetljivost nosa insekata u našem sistemu oko 10.000 puta veća od uređaja koji se danas koriste.”

Dr. Maoz zaključuje: „Priroda je mnogo naprednija od nas, pa je trebamo koristiti. Princip koji smo demonstrirali može se koristiti i primijeniti na druga čula, kao što su vid i dodir. Na primjer, neke životinje imaju nevjerovatne sposobnosti otkrivanja eksploziva ili droge; stvaranje robota s biološkim nosom moglo bi nam pomoći da sačuvamo ljudski život i identificiramo kriminalce na način koji danas nije moguć. Neke životinje znaju kako otkriti bolesti. Druge mogu osjetiti zemljotrese. Nebo je granica.”

U budućem radu, istraživači planiraju dati robotu navigacijsku sposobnost koja će mu omogućiti da lokalizira izvor mirisa, a kasnije i njegov identitet.

Članak „A Robot Able to ‘Smell’ Using a Biological Sensor“ napisan od strane Tel-Aviv University-a preveden je sa portala Manufacturing.