Robot yang mampu ‘mencium’ menggunakan sensor biologis

Perkembangan teknologi baru oleh Universitas Tel Aviv telah memungkinkan robot untuk mencium menggunakan sensor biologis. Sensor mengirimkan sinyal listrik sebagai respons terhadap keberadaan bau di dekatnya, yang dapat dideteksi dan diinterpretasikan oleh robot.

Dalam studi baru ini, para peneliti berhasil menghubungkan sensor biologis ke sistem elektronik dan menggunakan algoritma pembelajaran mesin, mampu mengidentifikasi bau dengan tingkat sensitivitas 10.000 kali lebih tinggi daripada perangkat elektronik yang biasa digunakan. Para peneliti percaya bahwa mengingat keberhasilan penelitian mereka, teknologi ini juga dapat digunakan di masa depan untuk mengidentifikasi bahan peledak, obat-obatan, penyakit, dan lainnya.

Terobosan biologi dan teknologi dipimpin oleh mahasiswa doktoral Neta Shvil dari Fakultas Ilmu Saraf Sagol Universitas Tel Aviv, Dr. Ben Maoz dari Fakultas Teknik Fleischman dan Sekolah Ilmu Saraf Sagol, dan Prof. Yossi Yovel dan Prof. Amir Ayali dari Universitas Sekolah Zoologi dan Sekolah Ilmu Saraf Sagol. Hasil penelitian tersebut dipublikasikan di Biosensor dan Bioelektronika.

Dr. Maoz dan Prof. Ayali menjelaskan, “Teknologi buatan manusia masih kalah bersaing dengan jutaan tahun evolusi. Satu bidang di mana kita sangat tertinggal dari dunia binatang adalah persepsi penciuman. Contohnya dapat ditemukan di bandara tempat kami menggunakan magnetometer yang berharga jutaan dolar dan dapat mendeteksi jika kami membawa perangkat logam apa pun.

“Tetapi ketika mereka ingin memeriksa apakah ada penumpang yang menyelundupkan narkoba, mereka membawa seekor anjing untuk mengendusnya. Di dunia hewan, serangga unggul dalam menerima dan memproses sinyal sensorik. Seekor nyamuk, misalnya, dapat mendeteksi perbedaan 0,01 persen kadar karbon dioksida di udara. Saat ini, kami jauh dari menghasilkan sensor yang kemampuannya mendekati serangga.”

Para peneliti menunjukkan bahwa, secara umum, organ sensorik kita, seperti mata, telinga, dan hidung—serta semua hewan lainnya—menggunakan reseptor yang mengidentifikasi dan membedakan sinyal yang berbeda. Kemudian, organ sensorik menerjemahkan temuan ini menjadi sinyal listrik, yang diterjemahkan oleh otak sebagai informasi. Tantangan biosensor terletak pada hubungan organ sensorik, seperti hidung, ke sistem elektronik yang mengetahui cara memecahkan kode sinyal listrik yang diterima dari reseptor.

Prof. Yovel berkata, “Kami menghubungkan sensor biologis dan membiarkannya mencium bau yang berbeda sementara kami mengukur aktivitas listrik yang ditimbulkan oleh setiap bau. Sistem ini memungkinkan kami mendeteksi setiap bau pada tingkat organ sensorik utama serangga. Kemudian, pada langkah kedua, kami menggunakan pembelajaran mesin untuk membuat ‘perpustakaan’ bau. Dalam penelitian tersebut, kami dapat mengkarakterisasi 8 aroma, seperti geranium, lemon, dan marzipan, dengan cara yang memungkinkan kami mengetahui kapan aroma lemon atau marzipan muncul.

“Faktanya, setelah percobaan selesai, kami terus mengidentifikasi aroma tambahan yang berbeda dan tidak biasa, seperti berbagai jenis wiski Scotch. Perbandingan dengan alat pengukur standar menunjukkan bahwa kepekaan hidung serangga dalam sistem kami sekitar 10.000 kali lebih tinggi daripada alat yang digunakan saat ini.”

Maoz menyimpulkan, “Alam jauh lebih maju daripada kita, jadi kita harus memanfaatkannya. Prinsip yang telah kami tunjukkan dapat digunakan dan diterapkan pada indera lain, seperti penglihatan dan sentuhan. Misalnya, beberapa hewan memiliki kemampuan luar biasa untuk mendeteksi bahan peledak atau obat-obatan; penciptaan robot dengan hidung biologis dapat membantu kita melestarikan kehidupan manusia dan mengidentifikasi penjahat dengan cara yang tidak mungkin dilakukan saat ini. Beberapa hewan tahu cara mendeteksi penyakit. Orang lain dapat merasakan gempa bumi. Langit adalah batasnya.”