Інженери створили систему, що складається зі штрихкоду, який змінює колір у присутності певних газів від зіпсованого м’яса, та нейронної мережі, що може зчитувати інформацію зі штрихкоду. Отримана у результаті система моніторингу свіжості м’яса працює із точністю до 98,5%. Для зручності у користуванні її інкорпорували у додаток для смартфона. Стаття про це доступна у журналі Advanced Materials.
Як працює «електронний ніс»?
Нюхова система ссавців може точно розрізнити трильйони запахів, незважаючи на наявність лише сотні нюхових рецепторів. Ці рецептори мають спорідненість до ряду молекул запаху. Одна така молекула може активувати одразу декілька рецепторів, утворюючи складний сигнал, що надходить до центральної нервової системи для аналізу. Саме така інтеграція комбінаторики нюхових рецепторів із розпізнаванням сигналів центральною нервовою системою дозволяє нюховій системі розрізняти запахи настільки ефективно.
Імітація нюхової системи потрібна для створення точних, портативних «електронних носів», що працюють у реальному часі та можуть перевіряти різноманітні запахи. Щоб створити таку систему, потрібно два вирішальних компоненти: система зондування та система розпізнавання сигналів. Штучні скринінгові системи нагадують систему ссавців, їх можна використовувати для діагностики захворювань та виявлення забруднювачів навколишнього середовища, вибухових речовин, перевірки їжі та ліків. Зондування у таких системах досягається за допомогою датчиків, що взаємодіють з молекулами-мішенями, щоб сформувати сигнал.
Nanyang Technological University / YouTube
Яку систему створили дослідники?
Сингапурські вчені створили новий «електронних ніс», що може визначати гази, які утворюються, коли м’ясо псується. Система використовує штрихкод із 20 смугами, що складаються з хітозану та похідних від целюлози і заповнені різними барвниками. Барвники реагують на певні гази, змінюючи колір, створюючи унікальні візерунки, які потім можуть бути використані як чіткі ознаки різних станів м’яса. Дослідники також розробили алгоритм штучного інтелекту, який аналізує ці сигнали. Мережу тренували за каталогом зображень різних штрихкодів та кольорових зразків. Алгоритм завантажили у додаток для смартфона, що дозволило легко зчитувати інформацію зі штрихкодів, приклеєних до пакувальної плівки курки, риби та яловичини. «Електронний ніс» зміг правильно виявити зіпсоване м’ясо у 100% випадків, а свіже або менш свіже із точністю від 96 до 99%. Загалом, точність системи визначили як 98,5%.
Команда подала патент на цю технологію і сподівається вдосконалити систему, щоб використовувати її для інших видів продуктів харчування.