دانشمندان حسگر هوشمندی ساختند که میتواند از میلیونها مورد مسمومیت غذایی جلوگیری کند
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، برکلی (UC Berkeley) موفق به توسعه یک حسگر هوشمند موسوم به «بینی الکترونیکی» (Electronic Nose) شدهاند؛ فناوری نوینی که میتواند با تشخیص گازهای ناشی از فساد مواد غذایی و حتی برخی آلرژنها، خطر مسمومیت غذایی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این فناوری علاوه بر کاربرد در یخچالهای هوشمند، در آینده میتواند بهصورت یک دستگاه قابل حمل نیز در اختیار مصرفکنندگان قرار گیرد.
مسمومیت غذایی همچنان یک تهدید جهانی است
طبق آمار سازمان جهانی بهداشت (WHO)، هر سال بیش از ۸۵۰ میلیون نفر در سراسر جهان به بیماریهای ناشی از مصرف مواد غذایی آلوده مبتلا میشوند و این بیماریها سالانه جان بیش از ۱.۵ میلیون نفر را میگیرند.
با وجود پیشرفت فناوری، بسیاری از مردم هنوز برای تشخیص سالم بودن غذا به حس بویایی خود متکی هستند؛ روشی که همیشه قابل اعتماد نیست و ممکن است مواد غذایی فاسد یا آلوده را تشخیص ندهد.
بینی الکترونیکی چگونه کار میکند؟
دستگاه جدید برکلی از ۱۶ حسگر شیمیایی تشکیل شده که هر کدام نسبت به ترکیب متفاوتی از گازها حساس هستند.
این حسگرها با استفاده از لایههای ویژهای از نانولولههای کربنی، واکنش شیمیایی مولکولهای گاز را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکنند. سپس الگوریتمهای یادگیری ماشین (Machine Learning) این دادهها را تحلیل کرده و تشخیص میدهند که ماده غذایی سالم است یا در حال فساد.
به گفته پژوهشگران، این سامانه تاکنون توانسته با دقتی نزدیک به ۹۳ درصد انواع مختلف مواد غذایی را شناسایی کند.
تشخیص فساد مواد غذایی و آلرژنها
در آزمایشهای انجامشده، این سیستم موفق شد ۱۶ نوع ماده غذایی مختلف از جمله میوهها، شیر، تخممرغ، مرغ خام و مغزهایی مانند گردو و بادامزمینی را شناسایی کند.
همچنین پژوهشگران دستگاه را برای تشخیص مرغ، شیر و تخممرغی که بین ۲۴ تا ۴۸ ساعت خارج از یخچال باقی مانده بودند، آزمایش کردند و نتایج امیدوارکنندهای به دست آوردند.
یکی دیگر از قابلیتهای مهم این فناوری، تشخیص آلرژنهای غذایی است؛ موضوعی که میتواند برای افراد دارای حساسیت شدید غذایی بسیار ارزشمند باشد.
یخچال هوشمندی که تاریخ واقعی فساد غذا را میداند
به گفته کارلا بَسیل (Carla Bassil)، نویسنده اصلی این پژوهش، یکی از مهمترین کاربردهای این فناوری، استفاده در یخچالهای هوشمند آینده است.
در چنین حالتی، یخچال میتواند به کاربر هشدار دهد که مثلاً:
- بروکلی در آستانه خراب شدن است.
- مرغ تنها یک روز دیگر قابل مصرف خواهد بود.
- ماده غذایی خاصی احتمالاً فاسد شده است.
این هشدارها میتوانند علاوه بر افزایش ایمنی، به کاهش هدررفت مواد غذایی نیز کمک کنند.
نسخه قابل حمل نیز در دست توسعه است
تیم تحقیقاتی همزمان روی نسخهای قابل حمل از این «بینی الکترونیکی» کار میکند که از طریق یک اپلیکیشن به گوشی هوشمند متصل میشود.
در آینده ممکن است کاربران بتوانند این دستگاه را هنگام خرید یا حتی در رستوران روی غذا قرار دهند تا در چند ثانیه از سالم بودن آن اطمینان حاصل کنند.
البته پژوهشگران تأکید میکنند که هنوز این فناوری در شرایط پیچیدهتر، مانند تشخیص مقدار بسیار کم آلرژن در غذاهای فرآوریشده یا شناسایی یک ماده غذایی فاسد در یخچالی پر از مواد مختلف، نیازمند آزمایشهای بیشتری است.
کاربردهایی فراتر از مواد غذایی
محققان معتقدند این فناوری تنها به صنعت غذا محدود نخواهد شد.
در آینده میتوان از همین فناوری برای تشخیص برخی بیماریها از طریق بوهای تولیدشده توسط بدن انسان، پایش سلامت بیماران و حتی توسعه تجهیزات پزشکی هوشمند استفاده کرد. قابلیت آموزش این سامانه با استفاده از هوش مصنوعی نیز باعث میشود بتوان آن را برای کاربردهای متنوع دیگری شخصیسازی کرد.
تلفیق حسگرهای شیمیایی با هوش مصنوعی، یکی از جذابترین مسیرهای توسعه فناوری در حوزه سلامت و ایمنی مواد غذایی است. اگر «بینی الکترونیکی» برکلی بتواند پس از آزمایشهای بیشتر به تولید انبوه برسد، احتمال دارد در آینده به یکی از تجهیزات استاندارد یخچالهای هوشمند، فروشگاههای مواد غذایی و حتی رستورانها تبدیل شود.
چنین فناوریهایی علاوه بر کاهش مسمومیتهای غذایی، میتوانند نقش مهمی در کاهش دورریز مواد غذایی و افزایش آگاهی مصرفکنندگان داشته باشند.
این فناوری نمونهای از کاربرد واقعی هوش مصنوعی در زندگی روزمره است. اگر قیمت نهایی دستگاه مناسب باشد، بعید نیست در چند سال آینده داشتن یک «بینی الکترونیکی» در آشپزخانه به اندازه داشتن دماسنج یا ترازو رایج شود.
منابع:
- ScienceAlert
- University of California, Berkeley
- Science Advances
