Tehnologia care poate identifica mirosul, aproape de realitate

Prin digitalizarea mirosurilor, așa cum este cazul imaginilor și sunetelor, cercetătorii speră să aducă o schimbare la toate nivelurile, de la alimente până la agricultură și prevenția bolilor.

„Ați încercat vreodată să măsurați un miros?”, a întrebat Alexander Graham Bell, în cadrul unei festivități de absolvire de la un liceu din Washington DC, în anul 1914.

Nasul – detector chimic

Alexander Graham Bell spunea, tot în 1914, „dacă ești îndeajuns de ambițios să descoperi o nouă știință, măsoară un miros”. La acea vreme, sunetul și imaginea puteau fi descrise ca vibrații ale aerului, dar și prin diferite lungimi de undă ale luminii, însă percepția mirosurilor nu putea fi descrisă în niciun fel. Mecanica mirosului era un mister, și cumva încă mai este.

Spre deosebire de sunet și imagine, unde lungimea de undă și amplitudinea pot fi mapate prin proprietățile lor perceptuale, precum frecvența tonului, culoarea sau intensitatea, relația dintre o structură chimică și percepția adiacentă nu pot fi înțelese la nivel olfactiv.

Nasul uman este, în esență, un detector chimic. Atunci când mirosim o ceașcă de cafea, de exemplu, noi simțim compușii organici volatili. Acești compuși sunt legați de anumiți receptori, iar această legătură declanșează un semnal electric, care ajunge la creier.

De ce se dorește maparea mirosurilor?

Există o motivație puternică pentru replicarea acestui proces prin intermediul mașinilor. Anumiți compuși, cum ar fi contaminanții din mâncare sau compușii carcinogeni, precum benzenul, pot fi foarte dăunători, fiind foarte utilă detectarea lor înainte să îi inhalăm. Alții pot indica pericole, precum scurgerile de gaze sau explozibilii ascunși și chiar anumite afecțiuni.

De exemplu, dacă respirația unei persoane miroase a trifoi proaspăt cosit, aceasta poate indica insuficiență hepatică, în timp ce transpirația ce poate fi asemuită cu mirosul penelor proaspăt smulse, poate sugera un caz de rubeolă.

Cercetătorii au dezvoltat, de la începutul anilor 1980, nasuri electronice pentru a ne ajuta să detectăm anumiți compuși. Deși, în prezent, aceste nasuri sunt utilizate în industrie, aria de aplicare este încă foarte limitată.

Noile tehnologii deschid calea către digitalizare

În acest punct, părerile sunt împărțite. Se consideră că tehnologia olfactivă necesită o modalitate de mapare a structurii moleculelor corespunzător mirosurilor lor percepute. Unele molecule arată similar din punct de vedere structural, dar miros diferit. Altele arată diferit, dar miros aproape la fel. Aceasta este o problemă constantă, care necesită construirea unui model pentru a putea fi rezolvată.

În anii trecuți, a fost realizată o hartă principală a mirosurilor, echivalentul olfactiv al paletei de culori pe care o folosim pe calculator. Această hartă i-a ajutat pe cercetători să localizeze mirosurile într-un fel de spațiu multi-dimensional. Sistemul RGB este tridimensional, pe când în ochiul uman există trei canale de informații despre culoare, iar nasul nostru are 350 de astfel de canale care percep diferite mirosuri.

În prezent, cercetătorii beneficiază, în sfârșit, de noile tehnologii: softuri, inteligență artificială și analiză statistică a modelelor în seturi mari de date. Aceste tehnologii nu numai că le permit oamenilor de știință să mapeze relația dintre mirosuri și structurile lor chimice, dar și să le anticipeze.

Digitalizarea mirosului

A avea predicții precise ale mirosurilor pentru o gamă largă de compuși neidentificați anterior, ar fi un avantaj neprețuit pentru cei din industria aromelor și parfumurilor. De asemenea, cercetătorii susțin că agricultura, depozitarea alimentelor, gestionarea pandemiilor și prevenția bolilor, pot beneficia de pe urma digitalizării mirosului.

Un pas important al acestor cercetări, îl reprezintă identificarea unor mirosuri primare, la fel ca în cazul culorilor primare roșu, verde și albastru, prin combinarea cărora se pot obține diferite nuanțe. Dar, înainte de acest pas, cercetătorii sunt nevoiți să mapeze mirosuri nu numai prin componente individuale, dar și să elaboreze combinații care să reflecte complexitatea mirosurilor obișnuite.

Deși s-au facut pași semnificativi în această direcție, totuși este încă dificil pentru oamenii de șiință să aprofundeze și să înțeleagă pe deplin mecanismul biologic al mirosului.