Jeśli technologia ta okaże się sukcesem, może stać się przełomowym narzędziem, które pomoże ludziom wcześnie wykrywać zanieczyszczenia i nowotwory, zapoczątkowując erę, w której maszyny również będą mogły „czuć zapach” jak ludzie.

W europejskich laboratoriach naukowcy po cichu opracowują „nos przyszłości” – urządzenie zdolne do wykrywania mieszanin molekularnych, toksyn unoszących się w powietrzu, a nawet oznak chorób w ludzkim organizmie. Ich celem jest wczesne ostrzeganie o potencjalnych zagrożeniach dla zdrowia i umożliwienie ludziom szybkiej reakcji.

Wbrew powszechnemu przekonaniu, elektroniczny nos wcale nie przypomina nosa. Prototyp, zaprezentowany przez eksperta Jérôme’a Schruyersa, inżyniera przemysłowego z Uniwersytetu w Mons (UMONS, Belgia), to po prostu małe pudełko wypełnione komponentami i czujnikami gazu. Schruyers powiedział: „Te czujniki trzeba wytrenować. Muszą nauczyć się rozpoznawać zapachy tak, jak dziecko uczy się rozróżniać smaki”.

W laboratorium Schruyers kazał urządzeniu „poczuć” różne zapachy: świeżo palonej kawy, sera o intensywnym zapachu i łososia. Na ekranie pojawiły się krzywe, obrazujące precyzyjną reakcję czujnika. Wyniki otworzyły perspektywy dla zastosowań w przemyśle spożywczym, ale bardziej interesowała go możliwość wykrywania zanieczyszczeń powietrza, ukrytych zagrożeń dla zdrowia ludzkiego.

Jakiś czas później, w hotelu niedaleko dworca kolejowego, Schruyers i jego współpracownicy przeprowadzili eksperyment w warunkach rzeczywistych. Rozpylili perfumy, lakier do paznokci i dezodorant w łazience i obserwowali reakcję czujnika. Zaledwie kilka sekund później na ekranie pojawił się czerwony sygnał, sygnalizujący, że dezodorant wykrył gaz.

Celem Jérôme'a jest stworzenie nosa na tyle czułego, by wykrywał nie tylko zapachy i gazy, ale także alergeny i pleśń. „Technologia ta mogłaby znaleźć zastosowanie wszędzie – w hotelach, biurach, szpitalach, szkołach, domach – gdzie występuje zanieczyszczenie” – mówi. Ambicje wykraczają poza detekcję, obejmując również działania naprawcze, takie jak automatyczne dostosowywanie wentylacji budynku na podstawie precyzyjnych danych z czujników.

Naukowcy chcą jednak pójść dalej, aby elektroniczne nosy mogły wykrywać oznaki raka. Taki jest cel międzynarodowego projektu Alcove, finansowanego przez Europejską Fundację Interreg, w którym uczestniczą naukowcy i lekarze z Belgii i Francji. Oczekują oni, że w ciągu najbliższych kilku lat uda im się opracować przełomowe urządzenie do badań przesiewowych chorób, oparte na technologii elektronicznego nosa z ultraczułymi czujnikami.

Urządzenie jest wciąż na etapie składania wniosku patentowego, dlatego zespół badawczy ujawnił tylko kilka szczegółów: maskę oddechową, rurkę intubacyjną, skrzynkę elektroniczną połączoną z komputerem i niezwykle czułe czujniki — obszar, w którym naukowcy z Uniwersytetu Mons mają już bardzo dużą wiedzę.

Dr Driss Lahem, pracujący na Uniwersytecie w Mons i w centrum innowacji Materia Nova, powiedział, że od 20 lat badają czujniki. „UMONS produkuje materiały aktywne, a Materia Nova pokrywa je cienkimi warstwami, tworząc mikroczujniki. Eksperymentujemy, poddając je reakcji z gazami i lotnymi związkami organicznymi” – powiedział.

Według Anne-Claude Romain z Uniwersytetu w Liège (Belgia), mechanizm działania urządzenia jest dość prosty: pacjent oddycha przez maskę, oddech jest zbierany, przepuszczany przez system i analizowany. Stwierdziła: „Ludzki oddech zawiera około 200 różnych związków. Na podstawie ich proporcji i stężeń możliwe jest wykrycie objawów chorób, w tym raka płuc”.

Choć projekt Alcove jest wciąż na wczesnym etapie, daje on wiele nadziei. W rzeczywistości tylko 18% pacjentów z rakiem płuc przeżywa pięć lat od diagnozy, podczas gdy wskaźnik ten może sięgnąć 90%, jeśli choroba zostanie wykryta wcześnie, na etapie, na którym operacja jest nadal możliwa. Zespół badawczy ma nadzieję na stworzenie kompaktowego, precyzyjnego elektronicznego nosa, który będzie mógł być wykorzystywany w klinikach do wczesnego wykrywania raka.

Pomysł ten spotkał się z dużym uznaniem społeczności medycznej. Dr Stéphane Holbrechts, ordynator Oddziału Onkologii w Szpitalu CHU Helora, powiedział, że obecnie badania przesiewowe w kierunku raka płuc można przeprowadzić jedynie za pomocą tomografii komputerowej klatki piersiowej – skutecznej, ale inwazyjnej i kosztownej metody. Elektroniczny nos sprawi, że badania przesiewowe będą bardziej dostępne, szybsze, tańsze i bardziej akceptowalne dla społeczeństwa. Lekarze chcą wykrywać chorobę, gdy pacjenci mają jeszcze szansę na wyleczenie.

Medycyna nie tylko pokłada duże nadzieje w technologii elektronicznego nosa, ale otwiera ona również szerokie możliwości jej zastosowania. Według profesora Marca Deblicquy'ego (UMONS), te „urządzenia przypominające nos” są już wykorzystywane w przemyśle spożywczym do rozróżniania odmian kawy, sprawdzania jakości palenia, wykrywania fałszerstw w oliwie z oliwek i identyfikacji zepsutej żywności. Zespół badawczy UMONS testuje możliwość wykrywania szkodliwej pleśni na ryżu, co może pomóc w ochronie upraw w Azji.

Do wyścigu dołącza również belgijska służba celna. Trwają prace nad stworzeniem elektronicznego nosa, który będzie wykrywał narkotyki w kontenerach w porcie w Antwerpii. Chociaż urządzenie nie jest jeszcze gotowe do działania, projekt zdobył już Federalną Nagrodę Innowacji 2023.

Od wykrywania zanieczyszczeń w pomieszczeniach i zapewniania bezpieczeństwa żywności, po badania przesiewowe w kierunku raka i zwalczanie przemytu, elektroniczne nosy otwierają nowe możliwości dla nauki i medycyny. Pewnego dnia ludzie mogą żyć w świecie, w którym technologia nie tylko widzi i słyszy, ale także „wyczuwa”, wykrywając zagrożenia i chroniąc zdrowie oraz środowisko z każdym oddechem.

Według baotintuc.vn

Source: https://huengaynay.vn/kinh-te/khoa-hoc-cong-nghe/mui-dien-tu-cong-nghe-hua-hen-phat-hien-o-nhiem-va-benh-tat-159267.html