Un robot capaz de ‘oler’ gracias a un sensor biológico

Un nuevo desarrollo tecnológico de la Universidad de Tel Aviv ha hecho posible que un robot huela usando un sensor biológico. El sensor envía señales eléctricas como respuesta a la presencia de un olor cercano, que el robot puede detectar e interpretar.

En este nuevo estudio, los investigadores conectaron con éxito el sensor biológico a un sistema electrónico y, utilizando un algoritmo de aprendizaje automático, pudieron identificar olores con un nivel de sensibilidad 10.000 veces mayor que el de un dispositivo electrónico de uso común. Los investigadores creen que a la luz del éxito de su investigación, esta tecnología también puede usarse en el futuro para identificar explosivos, drogas, enfermedades y más.

El avance biológico y tecnológico fue liderado por la estudiante de doctorado Neta Shvil de la Escuela de Neurociencia Sagol de la Universidad de Tel Aviv, el Dr. Ben Maoz de la Facultad de Ingeniería Fleischman y la Escuela de Neurociencia Sagol, y el Prof. Yossi Yovel y el Prof. Amir Ayali de la Escuela de Zoología y la Escuela de Neurociencias Sagol. Los resultados del estudio fueron publicados en Biosensores y Bioelectrónica.

El Dr. Maoz y el Prof. Ayali explican: «Las tecnologías creadas por el hombre aún no pueden competir con millones de años de evolución. Un área en la que estamos particularmente rezagados con respecto al mundo animal es la percepción del olfato. Se puede encontrar un ejemplo de esto en el aeropuerto donde pasamos por un magnetómetro que cuesta millones de dólares y puede detectar si llevamos algún dispositivo metálico”.

«Pero cuando quieren comprobar si un pasajero está contrabandeando drogas, traen un perro para que lo olfatee. En el mundo animal, los insectos son excelentes para recibir y procesar señales sensoriales. Un mosquito, por ejemplo, puede detectar una diferencia de 0,01 por ciento en el nivel de dióxido de carbono en el aire. Hoy, estamos lejos de producir sensores cuyas capacidades se acerquen a las de los insectos».

Los investigadores señalan que, en general, nuestros órganos sensoriales, como el ojo, el oído y la nariz, así como los de todos los demás animales, utilizan receptores que identifican y distinguen entre diferentes señales. Luego, el órgano sensorial traduce estos hallazgos en señales eléctricas, que el cerebro decodifica como información. El reto de los biosensores está en la conexión de un órgano sensorial, como la nariz, a un sistema electrónico que sepa decodificar las señales eléctricas que recibe de los receptores.

El profesor Yovel dice: «Conectamos el sensor biológico y lo dejamos oler diferentes olores mientras medimos la actividad eléctrica que inducía cada olor. El sistema nos permitió detectar cada olor al nivel del órgano sensorial principal del insecto. Luego, en el segundo paso, utilizamos el aprendizaje automático para crear una ‘biblioteca’ de olores. En el estudio, pudimos caracterizar 8 olores, como geranio, limón y mazapán, de una manera que nos permitió saber cuándo el olor a limón o se presentó el mazapán».

«De hecho, después de que terminó el experimento, continuamos identificando olores diferentes e inusuales adicionales, como varios tipos de whisky escocés. Una comparación con dispositivos de medición estándar mostró que la sensibilidad de la nariz del insecto en nuestro sistema es aproximadamente 10,000 veces mayor que los dispositivos que están en uso hoy en día».

El Dr. Maoz concluye: «La naturaleza es mucho más avanzada que nosotros, por lo que debemos usarla. El principio que hemos demostrado se puede usar y aplicar a otros sentidos, como la vista y el tacto. Por ejemplo, algunos animales tienen habilidades asombrosas para detectar explosivos o drogas; la creación de un robot con nariz biológica podría ayudarnos a preservar la vida humana e identificar a los delincuentes de una manera que hoy no es posible. Algunos animales saben detectar enfermedades. Otros pueden sentir terremotos. El cielo es el límite. .»