Gli scienziati della Corea del Sud hanno creato un “naso elettronico di nuova generazione” in grado di distinguere gli odori quasi quanto l’olfatto umano e di riconoscerli utilizzando l’intelligenza artificiale. Lo sviluppo si basa sulla tecnologia di conversione delle molecole di odore in segnali elettrici e sull’addestramento dell’intelligenza artificiale sui modelli unici di questi segnali. Il nuovo approccio apre prospettive nella medicina personalizzata, nell’industria cosmetica e nel monitoraggio ambientale.
A differenza dei nasi elettronici esistenti, utilizzati nell’industria alimentare o per rilevare i gas durante la produzione, il nuovo sistema è molto più preciso nel distinguere odori simili e può gestire miscele aromatiche più complesse. Ad esempio, può distinguere le sottili sfumature di un profumo floreale o rilevare il debole odore di un frutto che inizia a marcire, tutti compiti che le tecnologie tradizionali hanno difficoltà a svolgere.
Gli scienziati si sono ispirati a un meccanismo biologico chiamato “codifica combinata”: nel naso umano, una molecola può attivare più recettori contemporaneamente, ed è questo “modello” di attivazione unico che consente al cervello di riconoscere un odore. I ricercatori hanno ricreato questo sistema creando sensori che generano segnali elettrici in risposta alle molecole di odore, dove ogni odore innesca una propria serie di impulsi.
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Questi segnali vengono analizzati dall’intelligenza artificiale, che è addestrata per classificare accuratamente gli odori. Il risultato è un sistema olfattivo artificiale altamente efficiente che supera le soluzioni esistenti in termini di precisione e flessibilità. Il dispositivo viene creato utilizzando un laser che elabora un sottile strato di grafene, un materiale di carbonio, e un nanocatalizzatore a base di ossido di cerio. Ciò ha permesso di eliminare ingombranti apparecchiature di produzione e di semplificare la produzione di matrici di sensori flessibili.
Nei test, il prototipo è riuscito a identificare con successo nove fragranze popolari del mondo dei profumi e dei cosmetici con una precisione superiore al 95%. Riuscì anche a determinare la concentrazione di ciascun odore, rendendolo utile nell’analisi precisa delle composizioni aromatiche.
Il naso elettronico è ultrasottile, flessibile ed estremamente resistente: può essere piegato più di 30.000 volte attorno a un raggio di soli 2,5 mm senza perdere prestazioni. Ciò lo rende un candidato ideale per i dispositivi indossabili, ad esempio sotto forma di sottili adesivi da applicare sulla pelle o sugli indumenti.
“Il risultato principale del nostro lavoro è la capacità di combinare più sensori con diverse sensibilità agli odori in un unico dispositivo utilizzando un solo passaggio di elaborazione laser”, afferma il professor Hyuk-jun Kwon, che ha guidato il progetto. “Stiamo attualmente lavorando attivamente alla commercializzazione della tecnologia e alla sua applicazione in medicina, nel controllo ambientale e nell’industria dei profumi.”
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