Penciuman elektronik adalah suatu alat hasil dari penelitian
yang kemampuannya ditujukan untuk mendeteksi berbagai karakteristik aroma.
Pendeteksi elektronik lumrah disebut dengan penciuman bionik. Dalam sebuah
kamus, Bionik adalah organ yang digerakkan dengan elektronika.
Sedikit tentang mekanisme penciuman pada manusia, Sinyal listrik yang dikirim ke otak akibat adanya
interaksi zat dengan reseptor indra penciuman menimbulkan sensasi
wangi/bau. Reseptor ini merupakan sel saraf yang berupa benang halus. Pada satu
ujung sel saraf berinteraksi dengan zat berbau, sedangkan ujung yang lainnya
berkumpul dalam suatu tulang menuju bagian otak yang bertugas menerjemahkan sensasi dari
indra penciuman. Interaksi molekul dengan reseptor sampai dihasilkannya
sinyal listrik merupakan rangkaian proses yang terjadi dalam benang halus.
Reseptor teraktifkan akibat dari interaksi molekul dengan sel saraf reseptor.
Salah satu fungsi utama teknologi ini berada dalam industri
makanan dan minuman, yaitu untuk memonitor atau mengontrol kualitas suatu
produk atau melakukan klasifikasi. Seperti pada proses pembuatan kopi, tembakau
ataupun produk yang akan diekspor ke negara asing. Selain itu dapat digunakan
di daerah lain seperti minyak bumi untuk analisis kualitatif dan kuantitatif,
deteksi bahan peledak, klasifikasi dan degradasi minyak zaitun penelitian,
pengembangan bidang lingkungan detektor bau aplikasi, aplikasi kontrol kualitas
dalam industri otomotif, membedakan antara sapi perah bersih dan tercemar,
analisis bahan baku kosmetik, serta banyak bidang penting lainnya seperti dalam
bidang medis dan ruang.
Metode-Metode Sistem
Penciuman Elektronik
- Metode Fuzzy Learning Vector Quantization (flvq)
Merupakan metode jaringan neural buatan berbasis vektor quantization
yang mengintegrasikan teori fuzzy dalam proses pembelajarannya dan mempunyai
algoritma yang sederhana tetapi berkemampuan tinggu dalam pengenalan aroma.
Sistem penciuman elektronik terdiri dari 3
bagian yaitu pertama, sistem sensor yang
mengubah besaran aroma menjadi besaran listrik, kedua, sistem elektronik yang
mengukur besar perubahan frekuensi sensor dan ketiga, sistem jaringan neural
buatan yang melakukan pengenalan aroma.
Fungsi jaringan neural buatan adalah
menyerupai kelakuan otak manusia. Dimana beberapa neuron berhubungan rapi satu
sama lain.
Kemampuan kecepatan, ketepatan dan tingkat
keakurasian yang tinggi pada sistem neural sangat dibutuhkan oleh sistem penciuman
elektronik. Maka metode fuzzy learning vector quantization sangat diperlukan.
·
Metode Quartz Crystal Microbalance
(QCM)
Awal alur kerja penciuman
elektronik ini adalah dengan memasukkan uap aroma ke ruang sensor lalu uap
tersebut akan diekstraksi menjadi komponen penyusun uap. Tiap komponen itu
selanjutnya diukur intensitas dan konsentrasinya oleh sensor Quartz Crystal
Microbalance (QCM). Guna menangkap uap aroma, osilator dimodifikasi dan
diberikan tambahan lapisan zat kimia.
Perkembangan
Penciuman Elektronik
Teknologi penciuman elektronik memang sangat
ditunggu perkembangannya. Ilmuwan mengalami kesusahan untuk mendeteksi dan
mendiferensiasikan jenis aroma. Penciuman manusia dapat mengenali jenis aroma
antara 4.000 hingga 10.000 jenis. Di dalam penciuman anda terdapat sekitar
seratus juta alat pendeteksi aroma dan dapat mengenali jenis aroma tercampur
(maupun tidak) pada otak anda.
Berikut empat tanggal
penting dalam sejarah dan perkembangan penciuman elektronik (eNose) :
1.
Pembuatan
sensor gas pertama, Hartman 1954
2. Membangun array dari 6 termistors, Moncrief
1961
3. Elektronik Pertama Hidung, Persaud dan Dodd, 1982
4. Ikegami (Hitachi
Research Laboratory, J) array untuk kualitas bau – 1985
Berbagai aplikasi penciuman elektronik
·
Bidang kesehatan, keamanan dan ilmu pengetahuan
November 2008, Insinyur-insinyur Amerika Serikat dari Massachusetts
Institute of Technology (MIT) menemukan cara untuk membuat memproduksi massal
sejumlah alat pengenal yang dapat mendeteksi penyakit. Diabetes, Bladder, dan kanker kulit adalah beberapa jenis
penyakit yang dapat dideteksi
September 2008, pengembangan jenis biosensor telah
teliti oleh ilmuwan dari Temple
University School of Medicine. Biosensor ini dapat mencium bahan
peledak. Untuk membuat alat ini, Danny Dhanasekaran dan kolega meneliti
penciuman tikus dan mengaitkan dengan protein yang mengandung warna hijau.
Maret 2009, peneliti dari Tel Aviv
University (TAU) mengembangkan penciuman bionik yang dapat
mencegah bahan peledak, sekaligus mendeteksi gejala kanker awal. Penciuman
bionik ini dapat mendeteksi, mengenali dan memperbesar sinyal dari berbagai
macam bahan seperti air yang tercemar, bahan kimia pada bom, gejala awal
kanker.
April 2009, Para ilmuwan di Korea Selatan berhasil membuat sebuah
“hidung bio-elektronik” jenis baru dengan cara menggabungkan reseptor-reseptor
penciuman manusia dengan nanoteknologi. Penemuan ini diharapkan dapat membantu
meningkatkan pemahaman tentang indera penciuman manusia. Dengan menempelkan
protein-protein reseptor penciuman (hOR) pada tabung-nano polimer penghantar
dan dilekatkan ke sebuah array mikroelektroda untuk membuat transistor
efek-medan. Sistem yang dikembangkan oleh Tai Hyun Park dan Jyongsik Jang dari
Seoul National University memungkinkan perubahan sinyal listrik yang terjadi
ketika molekul-molekul bau terikat ke protein reseptor yang akan dideteksi.
September 2009, Paul Thomas mengepalai
tim di University of New South Wales, Sydney, Australia untuk
mengembangkan alat pendeteksi perokok. Dengan menggunakan 32 sensor array alat
tersebut dapat mendeteksi 37 dari 39 relawan yang terdiri dari perokok dan
bukan perokok. Tim tersebut menyebutkan untuk mendeteksi perokok tidak lagi
memerlukan tes urin maupun tes darah. Namun alat ini baru dapat mendeteksi
perokok setelah beberapa jam usai merokok.
·
Bidang makanan
Maret 2008, meskipun alat yang dikembangkan
peneliti the Nestlé Research Center di Switzerland dapat mengenali 11 jenis espresso masih
ada beberapa kesalahan. Para peneliti juga ingin memasukkan 8 jenis espresso
baru pada alatnya.
Pada tahun 2009, dengan biaya kurang dari 10 juta
rupiah Dr Muhammad Rivai ST MT menciptakan penciuman elektronik. Penciuman
elektronik buatan Indonesia ini mempunyai sensor yang dapat mengenali,
mengidentifikasi dan menganalisa 32 jenis aroma. Diantaranya aroma apel,
melati, dan peppermint. Dosen Teknik Elektro ITS ini
berharap alat tersebut dapat digunakan untuk kebutuhan industri rokok, makanan
dan minuman, hingga dunia kesehatan.
·
Bidang luar angkasa
National Aeronautics and Space Administration (NASA) mengembangkan
penciuman buatan yang sangat sensitif untuk penjelajahan luar angkasa.
Penciuman elektronik ini dapat mendeteksi polusi pada pesawat ruang angkasa.
Bahkan penciuman ini dapat membedakan bau pisang dan susu. Kamampuan ini timbul
berkat sensor kimia yang terhubung dengan komputer dan dapat membedakan pola
molekul.
0 komentar:
Posting Komentar