Elektronik Burun Geliştirildi! Koku Algılamada Yeni Dönem

Geçmişten itibaren havadaki zararlı kimyasalları belirlemek amacıyla köpekler ve kanaryalar gibi hayvanlar ve çeşitli ilkel yollar kullanılırken, gelecekte bunun yerini elektronik burunların alması bekleniyor. Detaylar yazımızın devamında.

A- A+

14.02.2021 tarihli yazı 7200 kez okunmuştur.

Son yıllarda Intel gibi diğer birçok şirket ve mühendis ekipleri, gıda üretiminde güvenilirliği arttırmak ve birçok alanda daha iyi çalışma ortamı sağlamak amacıyla zararlı gazları algılayabilecek elektronik burun sensörleri üzerinde çalışmalarda bulunuyor. Geliştirilen koku sensörleriyle yalnızca havadaki zararlı bir gazın varlığını değil, aynı zamanda benzer gaz halindeki bileşiklerin konsantrasyonu da anlaşılabiliyor. Intel 2020'de havadaki kokuları öğrenebilen gelişmiş bir yapay zeka çipi üzerinde çalışmalar yapmıştı.

►İlginizi çekebilir: Kokuları Algılayan Çip Geliştirildi

Elektronik Burunlar Nasıl Çalışır?

Elektronik burun üç unsurdan oluşur:

► Gaz sensörleri dizisi
► Veri ön işlemci
► Veri enterpolasyon motoru

Elektronik tabanlı olan bu unsurlar insanın koku alma duyusunun çalışma şeklini taklit eder. Elektronik bir burun, gazları veya buharları algılamak için tasarlanmış bir çip üzerindeki bir dizi kimyasal sensöre sahiptir. Birbirinden farklı olan bu sensörlerin her biri, içinde farklı kimyasallar bulunduran bir gaza maruz kaldığında farklı elektriksel tepkiler verir. Böylece gazın ve içindeki kimyasalların türü anlaşılır.

►İlginizi çekebilir: Biyosensörler ve Çeşitleri

1953 yılında bir metal oksit yarı iletkenin, oksijen varlığında direnç profilini değiştirdiği gözlemlendi. Gözlemlenen bu durum şimdilerde elektrik burun teknolojisinde kullanılıyor. Elektrik burunlardaki algılamadan sorumlu sistemler, metal oksit yarı iletkenler (MOS) ve MOSFET'ler dahil olmak üzere çeşitli çeviricilerden oluşturuluyor.

1 mm² Boyutundaki Çip ile Çok Sensörlü Algılama Sistemi

Smart Nanotubes Technologies şirketi, elektronik burun projesi kapsamında 16 kanallı bir sensör dizisi olan, Smell iX16 adındaki gaz dedektörü çipini geliştirdi. Oldukça hassas olan bu küçük çipin enerji verimliliği yüksek ve maliyeti de düşük. 16 kanallı bu sensör çiplerinden 4 tanesini, bir PCB kart olan Smell BoardiX ile çalıştırarak 64 kanala kadar bir koku algılama sistemi oluşturuluyor.

Smart Nanotubes Technologies, 64 kanallı bu sistemiyle amonyak, karbondioksit, izopropanol gibi birkaç bileşiği ve bazı gıdalardaki kimyasalları başarıyla tespit edebildiklerini belirtirken daha birçok gaz türünün de belirlenebileceğini aktardı.

Skoltech Ekibi Çip Üzerine Basılmış Elektronik Burun Geliştirdi

Elektronik burun teknolojisinde çalışmalar yapan ekiplerden biri olan SkolTech (Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü), çip üzerine basılmış bir elektronik burun tasarladı. Tasarımda katmanlı üretim tekniğini kullanan SkolTech, bu sayede maliyeti düşürmeyi hedefliyor.

►İlginizi çekebilir: Yapay Organ Çalışmalarında Yeni Adım: Yapay Pankreas

Skoltech, geliştirdiği sensörün düşük konsantrasyonlu hava ortamlarında bulunan ve ayırt edilmesi zor olan metanol, etanol, izopropanol ve n-bütanol gibi kimyasal bileşikleri tespit edebildiğini belirtti. Şirket bu tespitler sayesinde, gıdalarda olabilecek zehirli alkollerin (etanol vb.) belirlenebileceğine de dikkat çekti.

Ancak cihazın sadece 200-400°C arasındaki sıcaklıklarda çalışabildiğini belirten SkolTech araştırmacıları, cihazın oda sıcaklığında çalışabilmesini sağlayacak malzemeler üzerinde de çalışmalar yapıyorlar.

Biyoteknoloji Hibridizasyonuyla Uçucu Organik Bileşiklerin Algılanması

Tokyo Biohybrid Systems Laboratuvarı araştırmacıları, hibrit uçucu organik bileşikleri (VOC) algılayabilen sensör geliştirdi. Araştırmacılar, sivrisineklerdeki reseptör proteinleri birleştirerek Octenal’ın (insan teninde bulunan uçucu bir organik bileşik) varlığını ölçtüler. Bunu yaparken ise gazları sistemde hareket ettirmek için 16 kanallı mikrotüpler ile işlediler.

Henüz istenilen seviyede olmasa da gelecek için oldukça umut verici gelişmeler bulunduran elektronik burun sensörlerinin gıda üretiminde, evlerin ve çalışma alanlarının sağlık açısından güvenliğini sağlamada ve diğer birçok alandaki kullanımının yaygınlaşması bekleniyor.

Kaynak:

►allaboutcircuits.com
►skoltech.ru
►digitaltrends.com