اختراع بینی الکترونیکی، برای تشخیص مسمومیت غذایی!
با فناوری: این بینی مصنوعی ممکنست در نهایت برای تشخیص آلرژن ها هم مورد استفاده قرار بگیرد. در صورتیکه این اتفاق بیفتد، میتوان قسمتی از حدود 3.4 میلیون فردی که هر ساله به سبب آلرژی های غذایی به اورژانس آمریکا رجوع می کنند را نجات دهد.
غزال زیاری- سالانه افراد زیادی هستند که در اثر مصرف موادغذایی ناسالم یا آلرژیک، گرفتار مسمومیت می شوند. اگر شما جزو آن دسته از اشخاصی هستید که پس از خوردن بعضی موادغذایی، دل درد می گیرید، جزو انسان های خوش شانس هستید؛ چونکه بسیاری از افراد، در اثر بیماری های ناشی از مواد غذایی و مسمومیت غذایی که یک مشکل جهانی و کشنده هستند، جان خودرا از دست می دهند.
طبق تخمین سازمان جهانی بهداشت (WHO)، هر ساله بالاتر از ۸۵۰ میلیون نفر پس از خوردن غذاهای آلوده بیمار می شوند و سالانه بالاتر از ۱.۵ میلیون مرگ ومیر در اثر مسمومیت غذایی ثبت می شود.
در دنیای امروز که فناوری در بیشتر جنبه های زندگی روزمره ما تاثیرات و تغییرات زیادی ایجاد کرده، ما هنوز برای تشخیص سلامت موادغذایی، به یک تست بویایی سریع و سرسری برای تعیین تازگی شیرِ روز گذشته یا باقیمانده غذای هفته قبل بسنده می نماییم. اما باید بدانیم که بینی انسان، از نظر شیمیایی نقص های زیادی دارد و یک بو کردن ساده برای تشخیص مسمومیت غذایی کافی نخواهد بود.
بینی الکترونیکی، ناجی جان انسان ها در این خصوص و در حالی که گاهی امکان دارد حتی یک تکه ماهی سبب مسمومیت شما شود، مهندسان دانشگاه کالیفرنیا برکلی یک «بینی الکترونیکی» طراحی نموده اند. جالب اینجاست که این فناوری می تواند در لوازم خانگی روزمره گنجانده شود تا از افراد در مقابل عوامل بیماری زای پنهان، مثل عوامل در رابطه با فساد موادغذایی محافظت کند.
کارلا باسیل، مهندس برق دانشگاه برکلی و نویسنده اصلی این مطالعه، دراین باره توضیح داد: « فکر می کنم یخچال های "هوشمند"، با حسگرهایی که میتوان آنها را با تلفن کنترل کرد، کاربرد خوبی برای این نوع فناوری خواهند داشت. چقدر عالی می شد اگر یخچالتان می توانست به شما بگوید: "کلم بروکلی تو بزودی خراب می شود، سریع آنرا بخور" یا "امروز آخرین روزی است که می توانی این مرغ را مصرف کنی"»
نحوه عملکرد بینی هوشمند بینی الکترونیکی طراحی شده دارای ۱۶ سنسور است که هرکدام به ترکیب متفاوتی از گازها حساس هستند و بدین ترتیب به ابهام اشخاصی که درباره ی خوردن یا نخوردن یک غذای کهنه که چند روزی در یخچال مانده مردد هستند، چراغ سبز یا قرمز نشان میدهد.
باسیل این حسگرها را به جوانه های چشایی دیجیتال تشبیه می کند که هرکدام برای یک محرک متفاوت تنظیم شده اند. او در اینباره اظهار داشت: «هر کدام از این ۱۶ سنسور، دارای یک لایه سنسور متفاوت می باشد و کار آن تبدیل واکنش های شیمیایی بین سطح سنسور و مولکول گاز به سیگنال های الکتریکی است.»
محققان برای آموزش این بینی الکترونیکی برای تشخیص ۱۶ محصول غذایی مختلف، از روشهای یادگیری ماشین استفاده کردند و دقت پیشبینی کلی عملکرد آن حدود ۹۳ درصد بود. آنها در این آزمایش از میوه ها و آلرژن های رایجی مثل آجیل، گردو و بادام زمینی استفاده کردند و با این وجود مسئولیت سخت شناسایی مرغ خام، شیر و تخم مرغ هایی که به مدت ۲۴ تا ۴۸ ساعت خارج از یخچال مانده بودند را به آن سپردند.
براساس گفته ی پژوهشگران، این بینی الکترونیکی در مقایسه با دیگر سیستم های تشخیص گاز تک تراشه ای که امکان دارد فقط از ۲ تا ۱۰ سنسور استفاده کنند، بمراتب حرفه ای تر عمل می کند و به لطف سودجستن از نیمه رساناهای تولید شده از نانولوله های کربنی (ماده معجزه آسایی که علاوه بر استواری و سبکی، سطح مقطع بالایی دارد)، در دمای اتاق کار می کند.
ساخت این بینی مصنوعی مستلزم یک تکنیک نسبتاً ساده به نام «چکاندن» است که در آن محققان محلولی حاوی نانوذرات را روی یک تراشه می مالند، آنرا شسته و با یک تفنگ نیتروژنی آنرا خشک می کنند. باسیل در اینباره توضیح داد: «جنبه مقیاس پذیر بینی الکترونیکی این است که می توانیم از تمامی این انواع مختلف مواد سنسور استفاده نماییم و با این وجود همه آنها را در یک مرحله رسوب دهی نماییم.»
برنامه های آینده محققان اعتقاد دارند که هنوز هم می توانند عملکرد این بینی الکترونیکی را بهبود بدهند. آنها اکنون گام هایی در جهت پیشگیری از سردرگمی دسته بندی برداشته اند که امکان دارد آجیل های درختی و بادام زمینی (که در دسته حبوبات قرار می گیرد) را با هم اشتباه بگیرد؛ کوشش برای تشخیص این دو ماده از هم بشدت ضروری به نظر می رسد؛ چونکه هردوی این دسته ها، جزو مواد آلرژن به شمار می روند و با احتمال بروز آنافیلاکسی در افراد، امکان دارد جان کسانیکه به آنها آلرژی دارند را با خطر مواجه کند.
بنابراین، این بینی مصنوعی امکان دارد در نهایت برای تشخیص آلرژن ها هم مورد استفاده قرار بگیرد. در صورتیکه این اتفاق بیفتد، میتوان بخشی از حدود ۳.۴ میلیون فردی که هر ساله به علت آلرژی های غذایی به اورژانس آمریکا مراجعه می کنند را نجات دهد. این آمار به مفهوم مراجعه یک بیمار در هر ۱۰ ثانیه است.
این بینی الکترونیکی می تواند مقدار ناچیز ۰.۰۵ گرم گردوی جدا شده، یا حدود یک صدم یک گردو را تشخیص دهد؛ اما هنوز در شرایط پیچیده تر آزمایش نشده؛ تشخیص بوی گردویی که در کیک پخته شده، یا جدا کردن یک قلم جنس فاسد در یخچالی که پر از غذا است، کارهای بمراتب سخت تری هستند که باید بینی الکترونیکی قدرتش در تشخیص آنها را اثبات کند.
بینی قابل حمل جهت استفاده در رستوران ها اعضاء این تیم بعلاوه درحال توسعه یک بینی الکترونیکی قابل حمل هستند که با یک برنامه تلفن هوشمند همگام سازی می شود. بدین ترتیب امکان دارد در آینده ای نزدیک، وقتی به یک رستوران می روید، ببینید که بعضی از مشتریان یک شی الکترونیکی کوچک را روی غذایشان قرار می دهند و درنتیجه دیدن چنین اتفاقی در آینده به اتفاق رایجی تبدیل خواهد شد. البته هنوز مشخص نیست که هزینه و قیمت چنین دستگاهی چقدر خواهد بود و این سوال مطرح است که آیا میتوان از آن در محیط های کم امکانات بهره برد یا خیر.
در شرایط فعلی که بسیاری از بیماری های ناشی از مواد غذایی به علت عدم در اختیار داشتن یخچال، آب سالم و تمیز یا برق، جان افراد را به خطر می اندازد، ساخت و عرضه چنین ابزاری یک نیاز ضروری به نظر می آید. اما خبر خوب اینجاست که کاربردهای بینی الکترونیکی تنها به غذا محدود نخواهد بود. این فناوری می تواند به صورت بیومتریک گسترش یابد، تا بوهای سالم و ناسالم برای انسان را به مثل سگ های هشداردهنده دیابت، درک و ردیابی کند.
باسیل در قسمت پایانی صحبت هایش اظهار داشت: «یادگیری ماشین ثابت کرده که به لطف پیشرفت در قابلیت های تشخیص الگو و سهولت استفاده بیشتر، این ابزار بازی فناوری حسگرها را تغییر خواهد داد. نکته هیجان انگیز اینجاست که شما می توانید بینی الکترونیکی را بر روی اشیاء انتخابی خود آموزش دهید و در نتیجهمی توانید به صورت بالقوه حسگرهایی متناسب با هر کاربرد طراحی کنید.»
منبع: sciencealert
۲۲۷۲۲۷
به اجمال، جالب اینجاست که این فناوری می تواند در لوازم خانگی روزمره گنجانده شود تا از افراد در مقابل عوامل بیماری زای پنهان، مثل عوامل در ارتباط با فساد موادغذایی محافظت کند. او در این زمینه عنوان کرد: هر کدام از این ۱۶ حسگر، دارای یک لایه حسگر متفاوت می باشد و کار آن تبدیل واکنش های شیمیایی بین سطح حسگر و مولکول گاز به سیگنال های الکتریکی است. ساخت این بینی مصنوعی مستلزم یک تکنیک نسبتاً ساده به نام چکاندن است که در آن پژوهشگران محلولی حاوی نانوذرات را روی یک تراشه می مالند، آن را شسته و با یک تفنگ نیتروژنی آن را خشک می کنند.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب