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

W europejskich laboratoriach naukowcy po cichu opracowują „nos przyszłości” – urządzenie, które będzie w stanie wykrywać mieszaniny cząsteczek, toksyny unoszące się w powietrzu, a nawet oznaki chorób w ludzkim organizmie. Ich celem jest wczesne ostrzeganie o wszelkich zagrożeniach dla zdrowia i pomoc ludziom w odpowiednim reagowaniu.

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

W laboratorium Schruyers poddał urządzenie działaniu różnych zapachów: świeżo palonej kawy, sera o intensywnym zapachu i łososia. Na ekranie pojawiły się krzywe, wskazujące precyzyjną reakcję czujnika. Wyniki sugerowały potencjalne zastosowania w przemyśle spożywczym, ale bardziej interesowała go zdolność urządzenia do wykrywania zanieczyszczeń powietrza, które w ukryciu zagrażają zdrowiu ludzi.

Jakiś czas później, w hotelu niedaleko dworca kolejowego, pan Schruyers i jego koledzy przeprowadzili test terenowy. Rozpylili perfumy, lakier do paznokci i dezodorant w łazience i obserwowali reakcję czujnika. W ciągu kilku sekund na ekranie zaświeciła się czerwona dioda, sygnalizując wykrycie gazu dezodorującego.

Celem Jérôme'a jest stworzenie nosa na tyle czułego, by wykrywał nie tylko zapachy i gazy, ale także alergeny i pleśń. „Technologia ta może znaleźć zastosowanie wszędzie: w hotelach, biurach, szpitalach, szkołach, domach, gdzie występują źródła zanieczyszczeń” – powiedział. Celem jest nie tylko wykrywanie, ale także naprawa, na przykład automatyczne dostosowywanie wentylacji w 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 z europejskiego funduszu Interreg, w którym uczestniczą naukowcy i lekarze z Belgii i Francji. Mają oni nadzieję opracować przełomowe urządzenie do diagnostyki przesiewowej chorób w ciągu najbliższych kilku lat, oparte na technologii elektronicznego nosa z superczułymi czujnikami.

Urządzenie jest wciąż na etapie składania wniosku patentowego, dlatego zespół ujawnił tylko kilka szczegółów: maskę oddechową, rurki doprowadzające powietrze, skrzynkę elektroniczną połączoną z komputerem i niezwykle czułe czujniki — dziedzina, w której naukowcy z Uniwersytetu w Mons posiadają ogromną wiedzę.

Dr Driss Lahem z Uniwersytetu w Mons i jego centrum innowacji Materia Nova powiedział, że pracują nad czujnikami od 20 lat. „UMONS wytwarza materiały aktywne, a Materia Nova pokrywa je cienkimi warstwami, tworząc mikroskopijne czujniki. Testujemy je, poddając 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, a następnie powietrze jest zbierane, przepuszczane przez system i analizowane. Dodała: „Ludzki oddech zawiera około 200 różnych związków. Na podstawie ich proporcji i stężenia możliwe jest wykrycie oznak patologii, w tym raka płuc”.

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

Pomysł ten cieszy się dużym uznaniem społeczności medycznej. Dr Stéphane Holbrechts, kierownik Oddziału Onkologii w CHU Helora, powiedział, że obecnie badania przesiewowe w kierunku raka płuc można wykonać 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 jest jedyną dziedziną, w której pokłada się duże nadzieje w tej technologii, ale ma ona również szeroki wachlarz zastosowań. Według profesora Marca Deblicquy'ego (UMONS), te „nosy” były wykorzystywane w przemyśle spożywczym do rozróżniania rodzajów kawy, sprawdzania jakości palenia, wykrywania oszustw związanych z oliwą z oliwek i identyfikacji zepsutej żywności. Zespół badawczy UMONS testuje możliwość wykrywania szkodliwej pleśni na ryżu, co może pomóc w ochronie upraw w Azji.

Belgijska służba celna również bierze udział w wyścigu. 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 Federalną Nagrodę Innowacyjną 2023.

Od wykrywania zanieczyszczeń w pomieszczeniach, zapewniania bezpieczeństwa żywności, po badania przesiewowe w kierunku raka i zwalczanie przemytu, elektroniczne nosy otwierają nowy kierunek dla nauki i medycyny. Już wkrótce ludzie mogą żyć w świecie , w którym technologia nie tylko będzie widzieć i słyszeć, ale także „wyczuwać zapach”, wykrywając zagrożenia, chroniąc zdrowie i środowisko od pierwszego oddechu.

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