Smart Sensor for Sensing นวัตกรรมเซ็นเซอร์อัจฉริยะตรวจวัดกลิ่น สี รส โดยฝีมือคนไทย

หลายคนอาจเคยสงสัยว่า “กลิ่นรสสังเคราะห์ (Artificial Flavors)” ในหลากหลายผลิตภัณฑ์เครื่องหอมที่ผลิตขึ้นมาเพื่อเติมเต็มอารมณ์ความรู้สึกให้เรา ไม่ว่าจะเป็นเทียนหอมกลิ่นไก่ทอด เจลอาบน้ำกลิ่นดอกไม้ หรือสเปรย์ปรับอากาศกลิ่นไอดินวันฝนพรำนั้น ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาได้อย่างไร หรือบางคนถามมีคำถามว่ากลิ่นนี้กลิ่นนั้นคือกลิ่นอะไร แล้วในแต่ละกลิ่น มีอะไรผสมอยู่ในนั้นบ้าง

©Ruslan Zh/Unsplash

ปัจจุบันเทคโนโลยีเกี่ยวกับ “กลิ่น” ถูกพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว และแน่นอนว่าก่อนที่จะผลิตกลิ่นที่ต้องการขึ้นมาได้นั้น  จำเป็นต้องมีการบันทึกข้อมูลกระบวนการวิเคราะห์องค์ประกอบของกลิ่นเพื่อสร้างมาตรฐานความแม่นยำในการผลิต ล่าสุด ดร.รุ่งโรจน์ เมาลานนท์ จากศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้แนะนำอุปกรณ์อัจฉริยะที่สามารถดมและวิเคราะห์กลิ่นออกมาเป็นข้อมูลได้อย่างแม่นยำด้วย “เครื่องจมูกอิเล็กทรอนิกส์ (E-Nose)” นวัตกรรมที่นักวิจัยนาโนเทคพัฒนาขึ้นเพื่อเลียนแบบจมูกของมนุษย์ โดยพัฒนา “นาโนเซ็นเซอร์” ที่สามารถตรวจจับกลิ่น สี รส และถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ผู้ใช้จริง นวัตกรรมจมูกอิเล็กทรอนิกส์ประกอบไปด้วย 2 ส่วนที่สำคัญคือ หัวก๊าซเซ็นเซอร์ที่เป็นโครงสร้างระดับนาโนใช้ในการตรวจจับกลิ่น และหน่วยประมวลผลที่ใช้วิเคราะห์เปรียบเทียบข้อมูลที่ได้จากเซ็นเซอร์ด้วยระบบประมวลผล Principal Component Analysis หรือ PCA ซึ่งเป็นโปรแกรมที่สามารถวิเคราะห์เปรียบเทียบแพตเทิร์นของกลิ่นแต่ละชนิดร่วมกับข้อมูลที่ได้บันทึกไว้ ทำให้ผลการวิเคราะห์มีความใกล้เคียงและแม่นยำกับสภาพความเป็นจริงที่จมูกมนุษย์ได้รับมากที่สุด 

มากกว่านั้นยังมีการพัฒนาต่อยอดเพื่อผลิตเป็น “อี-เซนซอรี (E-Sensory)” ที่มีการรวมเอาเทคโนโลยีต่าง ๆ เข้าไว้ด้วยกันทั้งเซ็นเซอร์สำหรับตรวจวัดกลิ่น (Electronic Nose) ตรวจวัดรสชาติ (Electronic Tongue) และตรวจวัดสี (Electronic Eye) โดยเลียนแบบการรับรู้ทางประสาทสัมผัสและการประมวลผลของมนุษย์ จากนั้นจะเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพื่อให้ระบบสามารถบ่งชี้รสชาติโดยการวิเคราะห์กลิ่น พื้นผิว และองค์ประกอบของตัวอย่าง โดยเปรียบเทียบกับข้อมูลในฐานข้อมูล ทำให้สามารถบอกส่วนประกอบของตัวอย่าง ควบคุมคุณภาพของวัตถุดิบผลิตภัณฑ์อาหาร รวมถึงตรวจสอบอายุการเก็บรักษาอาหารได้อีกด้วย

ประโยชน์ของ E-Nose และ E-Sensory นั้นถูกนำไปใช้งานอย่างหลากหลาย ทั้งการใช้เพื่อตรวจสอบคุณภาพวัตถุดิบทางการเกษตร การควบคุมคุณภาพการผลิตสินค้า การตรวจหาสารพิษในบรรยากาศ การตรวจสอบหาสารประกอบทางเคมีต่าง ๆ โดยเฉพาะเพื่อตรวจสอบสิ่งผิดกฎหมาย หรือแม้แต่การตรวจทางการแพทย์เพื่อตรวจหาโรคบางชนิด เป็นต้น

การสร้างนวัตกรรมอุปกรณ์เซ็นเซอร์อัจฉริยะเหล่านี้ ไม่เพียงสร้างมาตรฐานให้การตรวจวัดคุณภาพและการทดสอบการผลิตกลิ่นต่าง ๆ ในระบบอุตสาหกรรม แต่ยังถูกนำมาใช้เพื่อเติมเต็มความต้องการของมนุษย์ภายใต้ทรัพยากรอันจำกัดให้เกิดประโยชน์สูงสุด นับเป็นก้าวสำคัญที่จะนำความคิดสร้างสรรค์และเทคโนโลยีเข้ามาช่วยพัฒนาอนาคตทางเศรษฐกิจของประเทศต่อไป 

ที่มาภาพเปิด : Unsplash/kellysikkema

ที่มา : บทความ “E-Nose & E-Sensory นาโนเซ็นเซอร์ จับกลิ่น สี รส” โดย Salinee Tubpila จาก nanotec.or.th

เรื่อง : มนต์นภา ลัภนพรวงศ์