Teknologi e-nose ialah mesin yang meniru deria bau manusia dan telah menunjukkan janji dalam pelbagai aplikasi untuk menganalisis bau. Walau bagaimanapun, kemajuan dan cabaran teknologi kekal sebelum ia dapat menggantikan sepenuhnya kecanggihan deria bau manusia, dan menyelesaikannya boleh merevolusikan penjagaan kesihatan, alam sekitar dan keselamatan makanan.
Teknologi yang meniru deria manusia sentiasa berkembang, tetapi berbanding deria lain, bau masih belum dapat ditakluki. Walau bagaimanapun, baru-baru ini, saintis telah mengambil misteri deria bau dengan mencipta mesin yang dipanggil "hidung elektronik".
Pada tahun 1980-an, penyelidik mendapati bahawa apabila molekul gas menyentuh sensor dengan arus elektrik, ia mengubah rintangan elektrik sensor, dan jika perubahan rintangan ini dianalisis dengan perisian yang betul dan ditukar menjadi titik dalam koordinat, ia boleh digunakan untuk mendapatkan maklumat tentang molekul gas daripada pangkalan datanya sendiri. Proses ini serupa dengan apa yang berlaku di hidung manusia, yang membawa kepada penciptaan peranti "e-nose".
Tetapi deria bau manusia jauh lebih canggih daripada ini. Epitelium penciuman dalam lapisan lubang hidung kita bertanggungjawab untuk mengesan molekul bau yang mengalir masuk melalui lubang hidung, dan terdapat kira-kira 1,000 protein reseptor bau yang berbeza pada permukaan sel epitelium penciuman yang mengesan molekul bau. Reseptor ini membolehkan manusia membezakan antara 10,000 bau yang berbeza, tetapi terdapat hanya kira-kira sedozen sensor reseptor bau dalam e-hidung.
E-hidung komersial pertama telah diperkenalkan pada tahun 1993, dan ia menggunakan satu siri oksida logam sebagai penderia bau. Isyarat elektrik daripada enam hingga 12 penderia berbeza telah diproses menjadi data dan ditukarkan kepada titik dalam koordinat. Kemudian, plastik digunakan sebagai bahan untuk penderia, tetapi kelemahannya ialah tidak banyak plastik mengalirkan elektrik, yang mengehadkan bilangan bahan kimia yang boleh dikesan. Baru-baru ini, sekumpulan penyelidik telah membangunkan jenis hidung elektronik baharu. Dengan mencampurkan zarah karbon dengan plastik biasa sebagai bahan penderiaan, mereka dapat mengalirkan elektrik, menjadikannya mungkin untuk mencipta penderia yang boleh mengesan pelbagai bahan kimia menggunakan pelbagai plastik.
Kemajuan dalam teknologi e-nose mempunyai pelbagai potensi aplikasi merentasi pelbagai bidang, termasuk penjagaan kesihatan, alam sekitar dan keselamatan makanan. Sebagai contoh, dalam bidang perubatan, penyelidik sedang meneroka bagaimana e-hidung boleh digunakan untuk mendiagnosis penyakit pada peringkat awal mereka dengan menganalisis sebatian organik meruap dalam nafas pesakit. Ini mempunyai kelebihan sebagai tidak invasif dan lebih cepat daripada kaedah diagnostik tradisional. Dalam bidang alam sekitar, e-noses boleh digunakan untuk mengesan bahan berbahaya di udara dan memantau tahap pencemaran dalam masa nyata. Teknologi ini boleh membantu mencegah kerosakan kesihatan daripada pencemaran udara dan menyumbang kepada dasar alam sekitar yang lebih tepat.
Jika e-noses menjadi kenyataan, ia akan mempunyai banyak kegunaan yang berbeza. Hidung manusia sangat baik, tetapi ia tidak selalu konsisten, dan ia tidak dapat mengesan secara kuantitatif berapa banyak bau berubah dari semasa ke semasa kerana ia tidak dapat mengukur keamatannya. Walau bagaimanapun, terdapat banyak cabaran yang perlu ditangani sebelum e-hidung boleh menjadi "hidung tiruan" sebenar yang boleh menggantikan hidung manusia. E-hidung semasa sering bertindak balas terhadap bahan yang tidak dapat dihidu manusia, dan ia sering melalui bau yang cukup kuat untuk disedari oleh manusia. Tambahan pula, sensitiviti penderia biasanya sekitar 1 ppm (bahagian per juta), yang jauh di belakang deria bau manusia. Dan hanya beberapa dozen daripada sensor yang dibangunkan setakat ini mempunyai aplikasi praktikal. Ini kerana untuk menjadi penderia, pengikatan kepada molekul yang meruap mestilah bersifat sementara, molekul penderia tidak boleh berubah bentuk, dan molekul yang sama mesti memberikan isyarat yang sama tidak kira apabila ia diukur.
Akhirnya, untuk teknologi e-nose menggantikan sepenuhnya kecanggihan deria bau manusia, adalah penting untuk membangunkan teknologi penderia yang lebih maju dan algoritma perisian yang canggih, serta memastikan kestabilan dalam keadaan persekitaran yang berbeza dan kebolehpercayaan dalam pengukuran berulang. Sekiranya cabaran ini dapat dicapai, e-hidung akan melangkaui deria bau manusia dan menjadi alat untuk mengesan dan menganalisis persekitaran dan bahan dengan cara yang lebih tepat dan konsisten. Ini berpotensi untuk berkembang melebihi keupayaan untuk menghidu dan menjadi teknologi transformatif yang membantu atau meluaskan keupayaan manusia merentas industri.
