29 Maret 2024 (Berita Nanowerk) Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Fakultas Teknik Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong (HKUST) telah mengatasi tantangan lama dalam menciptakan sensor penciuman buatan dengan beragam sensor gas berkinerja tinggi. Chip penciuman biomimetik (BOC) yang baru mereka kembangkan mampu mengintegrasikan susunan sensor tabung nano pada substrat berpori nano dengan hingga 10,000 sensor gas yang dapat dialamatkan secara individual per chip, sebuah konfigurasi yang mirip dengan cara kerja penciuman pada manusia dan hewan lainnya. Penelitian ini telah dipublikasikan di Elektronik Alam (“Chip penciuman biomimetik berdasarkan susunan sensor tabung nano yang terintegrasi secara monolitik berskala besar”).
(a) Konfigurasi Prof. Sistem chip penciuman biomimetik (BOC) Fan dipasang pada robot anjing untuk diferensiasi kotak buta. (b) Pengenalan kotak dengan computer vision, yaitu kamera. (c) Hasil pengakuan sistem Dewan Komisaris. (d) Sinyal resistansi sensor yang direkam secara real-time. (Gambar: HKUST) Para peneliti di seluruh dunia telah mengembangkan penciuman buatan dan hidung elektronik (e-noses) dengan tujuan meniru mekanisme rumit sistem penciuman biologis untuk secara efektif membedakan campuran bau yang kompleks. Namun, tantangan utama dalam pengembangannya terletak pada sulitnya memperkecil sistem dan meningkatkan kemampuan pengenalannya dalam menentukan spesies gas yang tepat dan konsentrasinya dalam campuran bau yang kompleks.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut, tim peneliti yang dipimpin oleh Prof. FAN Zhiyong, Ketua Profesor di Departemen Teknik Elektronika & Komputer HKUST dan Departemen Teknik Kimia & Biologi, menggunakan rekayasa gradien komposisi material yang memungkinkan beragam sensor pada satu chip kecil berstrukturnano. Memanfaatkan kekuatan kecerdasan buatan, chip penciuman biomimetik mereka menunjukkan sensitivitas luar biasa terhadap berbagai gas dengan kemampuan membedakan yang sangat baik terhadap gas campuran dan 24 bau berbeda. Dengan visi untuk memperluas aplikasi chip penciuman mereka, tim juga mengintegrasikan chip tersebut dengan sensor penglihatan pada robot anjing, menciptakan sistem gabungan penciuman dan visual yang dapat mengidentifikasi objek di dalam kotak buta secara akurat.
Pengembangan chip penciuman biomimetik tidak hanya akan meningkatkan penerapan luas sistem penciuman buatan dan e-noses yang sudah ada dalam pengendalian proses makanan, lingkungan, medis dan industri, dll., tetapi juga membuka kemungkinan baru dalam sistem cerdas, seperti robot canggih. dan perangkat pintar portabel, untuk aplikasi dalam patroli keamanan dan operasi penyelamatan.
Misalnya, dalam penerapannya dalam pemantauan dan pengendalian kualitas secara real-time, chip penciuman biomimetik dapat digunakan untuk mendeteksi dan menganalisis bau tertentu atau senyawa mudah menguap yang terkait dengan berbagai tahapan proses industri untuk memastikan keamanan; mendeteksi adanya gas yang tidak normal atau berbahaya dalam pemantauan lingkungan; dan mengidentifikasi kebocoran pada pipa untuk memfasilitasi perbaikan tepat waktu.
Teknologi terobosan yang disajikan dalam penelitian ini berfungsi sebagai terobosan penting dalam bidang digitalisasi bau. Ketika komunitas ilmiah menyaksikan maraknya digitalisasi informasi visual, yang difasilitasi oleh teknologi penginderaan pencitraan yang modern dan matang, ranah informasi berbasis aroma masih belum dimanfaatkan karena tidak adanya sensor bau yang canggih. Pekerjaan visioner yang dilakukan oleh Prof. Tim Fan telah membuka jalan bagi pengembangan sensor bau biomimetik yang memiliki potensi besar. Dengan kemajuan lebih lanjut, sensor-sensor ini dapat dimanfaatkan secara luas, seperti kehadiran kamera mini di ponsel dan perangkat elektronik portabel di mana-mana, sehingga memperkaya dan meningkatkan kualitas hidup masyarakat.
Seorang sarjana terkenal secara internasional dalam ilmu dan teknik material interdisipliner, Prof. Fan tertarik untuk menggabungkan pendekatan praktis dengan imajinasi yang berani dalam mendorong penelitian terkemuka yang menghasilkan dampak sosial. Bekerja pada sistem sensor biomimetik selama lebih dari dua dekade, ia pertama kali memulai dengan sistem visual dan berhasil mengembangkan mata buatan berbentuk bola pertama di dunia dengan retina 3D pada tahun 2020. Memanfaatkan kesuksesan ini, ia menjelajah ke sistem penciuman dan meningkatkan karyanya dengan mengintegrasikan kedua sistem untuk mewujudkan robot yang lebih cerdas dengan aplikasi yang diperluas.
“Di masa depan, dengan pengembangan bahan biokompatibel yang sesuai, kami berharap chip penciuman biomimetik juga dapat dipasang pada tubuh manusia agar kita dapat mencium bau yang biasanya tidak dapat tercium. Hal ini juga dapat memantau kelainan pada molekul organik yang mudah menguap dalam napas kita dan dikeluarkan oleh kulit kita, untuk memperingatkan kita tentang potensi penyakit, sehingga mencapai potensi lebih lanjut dalam rekayasa biomimetik,” kata Prof.
(a) Konfigurasi Prof. Sistem chip penciuman biomimetik (BOC) Fan dipasang pada robot anjing untuk diferensiasi kotak buta. (b) Pengenalan kotak dengan computer vision, yaitu kamera. (c) Hasil pengakuan sistem Dewan Komisaris. (d) Sinyal resistansi sensor yang direkam secara real-time. (Gambar: HKUST) Para peneliti di seluruh dunia telah mengembangkan penciuman buatan dan hidung elektronik (e-noses) dengan tujuan meniru mekanisme rumit sistem penciuman biologis untuk secara efektif membedakan campuran bau yang kompleks. Namun, tantangan utama dalam pengembangannya terletak pada sulitnya memperkecil sistem dan meningkatkan kemampuan pengenalannya dalam menentukan spesies gas yang tepat dan konsentrasinya dalam campuran bau yang kompleks.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut, tim peneliti yang dipimpin oleh Prof. FAN Zhiyong, Ketua Profesor di Departemen Teknik Elektronika & Komputer HKUST dan Departemen Teknik Kimia & Biologi, menggunakan rekayasa gradien komposisi material yang memungkinkan beragam sensor pada satu chip kecil berstrukturnano. Memanfaatkan kekuatan kecerdasan buatan, chip penciuman biomimetik mereka menunjukkan sensitivitas luar biasa terhadap berbagai gas dengan kemampuan membedakan yang sangat baik terhadap gas campuran dan 24 bau berbeda. Dengan visi untuk memperluas aplikasi chip penciuman mereka, tim juga mengintegrasikan chip tersebut dengan sensor penglihatan pada robot anjing, menciptakan sistem gabungan penciuman dan visual yang dapat mengidentifikasi objek di dalam kotak buta secara akurat.
Pengembangan chip penciuman biomimetik tidak hanya akan meningkatkan penerapan luas sistem penciuman buatan dan e-noses yang sudah ada dalam pengendalian proses makanan, lingkungan, medis dan industri, dll., tetapi juga membuka kemungkinan baru dalam sistem cerdas, seperti robot canggih. dan perangkat pintar portabel, untuk aplikasi dalam patroli keamanan dan operasi penyelamatan.
Misalnya, dalam penerapannya dalam pemantauan dan pengendalian kualitas secara real-time, chip penciuman biomimetik dapat digunakan untuk mendeteksi dan menganalisis bau tertentu atau senyawa mudah menguap yang terkait dengan berbagai tahapan proses industri untuk memastikan keamanan; mendeteksi adanya gas yang tidak normal atau berbahaya dalam pemantauan lingkungan; dan mengidentifikasi kebocoran pada pipa untuk memfasilitasi perbaikan tepat waktu.
Teknologi terobosan yang disajikan dalam penelitian ini berfungsi sebagai terobosan penting dalam bidang digitalisasi bau. Ketika komunitas ilmiah menyaksikan maraknya digitalisasi informasi visual, yang difasilitasi oleh teknologi penginderaan pencitraan yang modern dan matang, ranah informasi berbasis aroma masih belum dimanfaatkan karena tidak adanya sensor bau yang canggih. Pekerjaan visioner yang dilakukan oleh Prof. Tim Fan telah membuka jalan bagi pengembangan sensor bau biomimetik yang memiliki potensi besar. Dengan kemajuan lebih lanjut, sensor-sensor ini dapat dimanfaatkan secara luas, seperti kehadiran kamera mini di ponsel dan perangkat elektronik portabel di mana-mana, sehingga memperkaya dan meningkatkan kualitas hidup masyarakat.
Seorang sarjana terkenal secara internasional dalam ilmu dan teknik material interdisipliner, Prof. Fan tertarik untuk menggabungkan pendekatan praktis dengan imajinasi yang berani dalam mendorong penelitian terkemuka yang menghasilkan dampak sosial. Bekerja pada sistem sensor biomimetik selama lebih dari dua dekade, ia pertama kali memulai dengan sistem visual dan berhasil mengembangkan mata buatan berbentuk bola pertama di dunia dengan retina 3D pada tahun 2020. Memanfaatkan kesuksesan ini, ia menjelajah ke sistem penciuman dan meningkatkan karyanya dengan mengintegrasikan kedua sistem untuk mewujudkan robot yang lebih cerdas dengan aplikasi yang diperluas.
“Di masa depan, dengan pengembangan bahan biokompatibel yang sesuai, kami berharap chip penciuman biomimetik juga dapat dipasang pada tubuh manusia agar kita dapat mencium bau yang biasanya tidak dapat tercium. Hal ini juga dapat memantau kelainan pada molekul organik yang mudah menguap dalam napas kita dan dikeluarkan oleh kulit kita, untuk memperingatkan kita tentang potensi penyakit, sehingga mencapai potensi lebih lanjut dalam rekayasa biomimetik,” kata Prof.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64946.php
