หากประสบความสำเร็จ เทคโนโลยีนี้อาจกลายเป็นเครื่องมือที่ก้าวล้ำในการช่วยให้ผู้คนตรวจจับมลพิษและมะเร็งได้ในระยะเริ่มต้น และเปิดยุคใหม่ที่เครื่องจักรสามารถ "ได้กลิ่น" เหมือนมนุษย์ได้

ในห้องปฏิบัติการยุโรป นักวิทยาศาสตร์ กำลังพัฒนา “จมูกแห่งอนาคต” อย่างเงียบๆ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับส่วนผสมของโมเลกุล สารพิษในอากาศ และแม้แต่สัญญาณของโรคในร่างกายมนุษย์ เป้าหมายของพวกเขาคือการส่งสัญญาณเตือนภัยล่วงหน้าถึงความเสี่ยงต่อสุขภาพ และช่วยให้ผู้คนสามารถรับมือกับสถานการณ์ได้อย่างทันท่วงที

ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่แพร่หลาย จมูกอิเล็กทรอนิกส์นั้นดูไม่เหมือนจมูกเลย ต้นแบบที่นำเสนอโดย Jérôme Schruyers วิศวกรอุตสาหกรรมจากมหาวิทยาลัย Mons (UMONS ประเทศเบลเยียม) เป็นเพียงกล่องเล็กๆ ที่เต็มไปด้วยส่วนประกอบและเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ “เซ็นเซอร์เหล่านี้ต้องได้รับการฝึกฝน พวกมันต้องเรียนรู้ที่จะแยกแยะกลิ่นต่างๆ เหมือนที่เด็กเรียนรู้ที่จะแยกแยะรสชาติ” เขากล่าว

ในห้องทดลอง ชรูเยอร์สได้นำอุปกรณ์ไปทดสอบกับกลิ่นต่างๆ เช่น กลิ่นกาแฟคั่วสด กลิ่นชีสฉุน และกลิ่นปลาแซลมอน ปรากฏเส้นโค้งบนหน้าจอ ซึ่งบ่งบอกถึงการตอบสนองที่แม่นยำของเซ็นเซอร์ ผลลัพธ์ที่ได้อาจนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร แต่สิ่งที่เขาสนใจมากกว่านั้นคือความสามารถในการตรวจจับมลพิษในอากาศที่คุกคามสุขภาพของมนุษย์อย่างเงียบๆ

หลังจากนั้นไม่นาน ณ โรงแรมแห่งหนึ่งใกล้สถานีรถไฟ คุณชรูเยอร์สและเพื่อนร่วมงานได้ทำการทดสอบภาคสนาม โดยฉีดน้ำหอม ยาทาเล็บ และสารระงับกลิ่นกายในห้องน้ำ และสังเกตการตอบสนองของเซ็นเซอร์ ภายในไม่กี่วินาที ไฟสีแดงจะกะพริบบนหน้าจอ แสดงว่าตรวจพบก๊าซสารระงับกลิ่นกาย

เป้าหมายของเจอโรมคือการสร้างจมูกที่ไวพอที่จะตรวจจับได้ไม่เพียงแต่กลิ่นและก๊าซเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารก่อภูมิแพ้และเชื้อราด้วย “เทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ได้ทุกที่ ไม่ว่าจะเป็นโรงแรม สำนักงาน โรงพยาบาล โรงเรียน บ้านเรือน ที่มีแหล่งกำเนิดมลพิษ” เขากล่าว เป้าหมายไม่ใช่แค่การตรวจจับเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น การปรับระบบระบายอากาศในอาคารโดยอัตโนมัติโดยใช้ข้อมูลเซ็นเซอร์ที่แม่นยำ

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ต้องการก้าวไปอีกขั้นเพื่อให้จมูกอิเล็กทรอนิกส์สามารถตรวจจับสัญญาณของโรคมะเร็งได้ นี่คือเป้าหมายของโครงการนานาชาติ Alcove ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากกองทุน Interreg ของยุโรป โดยนำนักวิทยาศาสตร์และแพทย์จากเบลเยียมและฝรั่งเศสมารวมกัน พวกเขาหวังว่าจะพัฒนาอุปกรณ์ล้ำสมัยที่สามารถคัดกรองโรคได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า โดยใช้เทคโนโลยีจมูกอิเล็กทรอนิกส์ที่มีเซ็นเซอร์ที่มีความไวสูง

อุปกรณ์ดังกล่าวยังคงอยู่ในขั้นตอนการยื่นขอจดสิทธิบัตร ดังนั้น ทีมงานจึงได้เปิดเผยรายละเอียดเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ได้แก่ หน้ากากช่วยหายใจ ท่ออากาศ กล่องอิเล็กทรอนิกส์ที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ และเซ็นเซอร์ที่มีความไวสูง ซึ่งเป็นสาขาที่นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมอนส์มีความรู้เป็นอย่างมาก

ดร. ดริสส์ ลาเฮม แห่งมหาวิทยาลัยมอนส์และศูนย์นวัตกรรมมาเทเรียโนวา กล่าวว่า พวกเขาได้พัฒนาเซ็นเซอร์มาเป็นเวลา 20 ปีแล้ว “UMONS ผลิตวัสดุแอคทีฟ และมาเทเรียโนวาเคลือบวัสดุเหล่านี้เป็นชั้นบางๆ เพื่อสร้างไมโครเซ็นเซอร์ เราทดสอบวัสดุเหล่านี้โดยการทำปฏิกิริยากับก๊าซและสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย” เขากล่าว

แอนน์-โคลด โรแมง จากมหาวิทยาลัยลีแยฌ (เบลเยียม) ระบุว่า กลไกการทำงานของอุปกรณ์นี้ค่อนข้างเรียบง่าย เพียงผู้ป่วยหายใจเข้าไปในหน้ากาก ลมหายใจจะถูกเก็บรวบรวม ส่งผ่านระบบ และนำไปวิเคราะห์ เธอกล่าวว่า "ลมหายใจของมนุษย์ประกอบด้วยสารประกอบต่างๆ ประมาณ 200 ชนิด เมื่อพิจารณาจากอัตราส่วนและความเข้มข้นของสารประกอบเหล่านี้ จะสามารถตรวจพบสัญญาณของพยาธิวิทยาได้ รวมถึงมะเร็งปอด"

แม้ว่าโครงการ Alcove จะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่กลับมอบความหวังอันยิ่งใหญ่ อันที่จริง ผู้ป่วยมะเร็งปอดเพียง 18% เท่านั้นที่จะรอดชีวิตได้นานถึงห้าปี หากตรวจพบในระยะเริ่มต้น ในขณะที่อัตรานี้สามารถเพิ่มขึ้นถึง 90% หากตรวจพบโรคในระยะเริ่มต้น ซึ่งยังสามารถทำได้แม้ในระยะที่การผ่าตัดยังคงเป็นไปได้ ทีมวิจัยหวังที่จะสร้างจมูกอิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดกะทัดรัดและแม่นยำ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในคลินิกต่างๆ เพื่อการตรวจคัดกรองมะเร็งระยะเริ่มต้นได้

แนวคิดนี้ได้รับความชื่นชมอย่างมากจากวงการแพทย์ ดร.สเตฟาน โฮลเบรชท์ส หัวหน้าภาควิชามะเร็งวิทยา มหาวิทยาลัย CHU เฮโลรา กล่าวว่า ปัจจุบันการตรวจคัดกรองมะเร็งปอดสามารถทำได้ด้วยการสแกน CT ทรวงอกเท่านั้น ซึ่งเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพแต่รุกรานและมีราคาแพง จมูกอิเล็กทรอนิกส์จะทำให้การตรวจคัดกรองเข้าถึงได้ง่ายขึ้น รวดเร็วขึ้น ประหยัดค่าใช้จ่ายมากขึ้น และเป็นที่ยอมรับของสาธารณชนมากขึ้น แพทย์ต้องการตรวจพบโรคในขณะที่ผู้ป่วยยังมีโอกาสหายขาด

วงการแพทย์ไม่ใช่วงเดียวที่มีความคาดหวังสูงต่อเทคโนโลยีนี้ แต่ยังมีการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลายอีกด้วย ศาสตราจารย์มาร์ก เดบลิคกี (UMONS) ระบุว่า “จมูก” เหล่านี้ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อแยกแยะประเภทของกาแฟ ตรวจสอบคุณภาพการคั่ว ตรวจจับการปลอมแปลงน้ำมันมะกอก และระบุอาหารที่เน่าเสีย ที่ UMONS ทีมวิจัยกำลังทดสอบความสามารถในการตรวจจับเชื้อราที่เป็นอันตรายบนข้าว ซึ่งอาจช่วยปกป้องพืชผลในเอเชีย

ศุลกากรเบลเยียมก็กำลังแข่งขันกันด้วย โครงการนี้กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาเพื่อสร้างจมูกอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถตรวจจับยาเสพติดในตู้คอนเทนเนอร์ที่ท่าเรือแอนต์เวิร์ป แม้ว่าอุปกรณ์นี้จะยังไม่สามารถใช้งานได้ แต่โครงการนี้ได้รับรางวัลนวัตกรรมแห่งชาติประจำปี 2023

ตั้งแต่การตรวจจับมลพิษภายในอาคาร การรับรองความปลอดภัยของอาหาร ไปจนถึงการตรวจคัดกรองมะเร็ง และการปราบปรามการลักลอบนำเข้า จมูกอิเล็กทรอนิกส์กำลังเปิดทิศทางใหม่ให้กับวิทยาศาสตร์และการแพทย์ สักวันหนึ่งในอนาคตอันใกล้นี้ ผู้คนอาจอยู่ใน โลก ที่เทคโนโลยีไม่เพียงแต่มองเห็นและได้ยินเท่านั้น แต่ยัง "ได้กลิ่น" อีกด้วย ตรวจจับอันตราย ปกป้องสุขภาพและสิ่งแวดล้อมได้ตั้งแต่ลมหายใจแรก

ตามข้อมูลจาก baotintuc.vn

ที่มา: 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