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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.
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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