Искусственный нос научился распознавать аллергены в продуктах питания

Прорыв в Беркли: электронный детектор аллергенов

Как сообщает НВ — Техно: Исследователи из Беркли создали устройство, которое может определять наличие таких аллергенов, как грецкие орехи и арахис, а также оценивать свежесть продуктов. В основе разработки - массив из 16 газовых сенсоров, работающих на углеродных нанотрубках при комнатной температуре. Система обучена идентифицировать 7 различных продуктов и определять состояние трех видов пищи.

Автором исследования выступила докторантка Карла Бассил из группы Javey. Электронный нос способен распознавать:

• клубнику
• чернику
• банан
• грецкий орех
• фундук
• кешью
• арахис

Кроме того, прибор определяет запах сырой курицы, молока и яиц как в свежем виде, так и после 24 и 48 часов хранения при комнатной температуре. Чувствительность устройства позволяет улавливать запах всего 0,05 грамма изолированного грецкого ореха - это примерно сотая часть среднего очищенного ореха.

Карла Бассил отметила, что «умные» холодильники с датчиками, управляемыми через телефон, стали бы идеальным применением для такой технологии.

Стоит подчеркнуть, что тестирование прибора не проводилось в среде с посторонними запахами, например, салата или торта. Идея электронного носа известна с 1980-х годов, но новая версия использует углеродные нанотрубки в качестве проводящего материала. Эти нанотрубки формируют слои толщиной всего в несколько нанометров, а сам сенсорный чип производится методом литья под давлением.

По словам Бассил, «это можно представить как набор цифровых вкусовых рецепторов: каждый из 16 датчиков на чипе уникально реагирует на разные молекулы газа». Она добавила: «У каждого датчика своя сенсорная пленка, которая преобразует химические реакции между поверхностью и молекулой газа в электрические сигналы».

Перспективы использования

Ключевая идея заключается в том, что «относительная избирательность газовых датчиков в сочетании с машинным обучением для распознавания образов позволяет определить, какой газовый след соответствует конкретному продукту». В итоге получается чип, который, как утверждает Карла Бассил, «значительно чувствительнее и объективнее любого человеческого носа».

Разработка искусственного носа в Беркли способна существенно повысить безопасность продуктов и снизить риски, связанные с пищевой аллергией. Внедрение этой технологии в «умные» холодильники даст потребителям дополнительную информацию о свежести еды, что поможет сократить количество пищевых отходов. Дальнейшие исследования и улучшения устройства могут открыть новые горизонты в сферах здоровья и безопасности питания.