חדשות

פיתוח ישראלי: רובוט שמסוגל "להריח" באמצעות חיישן ביולוגי

חוקרים באוניברסיטת תל אביב: "רגישותו של החיישן הביולוגי לריחות גבוהה פי 10,000 יותר ממכשירים אלקטרוניים קיימים" | הטכנולוגיה תוכל לשמש בעתיד לזיהוי חומרי נפץ, סמים, מחלות ועוד

הרובוט עם החיישן הביולוגי. צילום: אוניברסיטת תל אביב

פיתוח טכנולוגי חדש של אוניברסיטת תל אביב מאפשר לרובוט להריח באמצעות חיישן ביולוגי. באמצעות החיישן הביולוגי הרובוט יודע לזהות האם נמצא בסביבתו ריח ובתגובה לריח, הוא שולח אותות חשמליים שאותם הוא יודע לקרוא.

במחקר החדש החוקרים חיברו בהצלחה חיישן ביולוגי למערכת אלקטרונית ובעזרתה, תוך שילוב של אלגוריתם למידת מכונה, הצליחו להפריד ריחות ברגישות הגבוהה פי 10,000 ממכשירים אלקטרוניים קיימים. החוקרים מעריכים שבעקבות הצלחת המחקר ניתן יהיה בהמשך להשתמש בטכנולוגיה גם לזיהוי חומרי נפץ, סמים, מחלות ועוד.

פריצת הדרך הביולוגית והטכנולוגית נעשתה בהובלת הדוקטורנטית נטע שביל מבית הספר סגול למדעי המוח, ד"ר בן מעוז מהפקולטה להנדסה ובית הספר סגול למדעי המוח, פרופ' יוסי יובל ופרופ' אמיר אילי מבית הספר לזואולוגיה ובית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת Biosensor and Bioelectronics.

ד"ר מעוז ופרופ' אילי מסבירים: "ישנן טכנולוגיות שלא יכולות להתחרות במיליוני שנות אבולוציה. תחום אחד שבו אנו מפגרים במיוחד אחרי עולם החי הוא תחום חישת ריחות. דוגמה לכך אפשר למצוא בנמלי התעופה. כשאנו טסים לחו"ל, אנו עוברים במגנומטר שעולה מיליוני דולרים ויודע להגיד אם אנו נושאים עלינו מתכות. אבל כשרוצים לבדוק אם נוסע מבריח סמים – מביאים כלב שירחרח אותו. בתוך עולם החי, חרקים מצטיינים בקליטת ובעיבוד אותות חושיים. יתוש, למשל, יודע לזהות הפרש של 0.01% ברמת הפחמן הדו-חמצני באוויר. כיום אנחנו רחוקים מלייצר חיישנים שיתקרבו ביכולות שלהם לחושים של חרקים".

החוקרים מציינים שככלל, איברי החישה שלנו ושל כל שאר בעלי החיים – כמו העין, האוזן והאף – משתמשים בקולטנים שמזהים ומפרידים בין אותות שונים. בשלב השני, איבר החישה מתרגם את הממצאים לאותות חשמליים, שהמוח מפענח כמידע. האתגר בביו-סנסורים הוא בחיבור איבר חישה כמו האף למערכת אלקטרונית שתדע לפענח את האותות החשמליים שמתקבלים מהקולטנים.

פרופ׳ יובל מוסיף: "חיברנו את החיישן הביולוגי ואפשרנו לו להריח ריחות שונים תוך כדי שאנחנו מודדים את הפעילות החשמלית שמעורר כל ריח וריח. המערכת אפשרה לנו לקבל זיהוי של כל ריח כבר ברמת איבר החישה הראשוני של החרק. בשלב השני השתמשנו בלמידת מכונה כדי ליצור ספריה של ריחות. במחקר הצלחנו לאפיין שמונה ריחות, כגון גרניום, לימון ומרציפן, באופן שאפשר לנו לדעת מתי מוצג ריח לימון ומתי מרציפן.

"למעשה, אחרי שהניסוי נגמר המשכנו וזיהינו ריחות נוספים, שונים ומשונים, כמו למשל מיני וויסקי סקוטי שונים. השוואה למכשירי מדידה סטנדרטיים הראתה שהרגישות של החיישן הביולוגי במערכת שלנו גבוהה פי כ-10,000 ממכשירים שנמצאים היום בשימוש".

ד"ר מעוז מסכם: "הטבע מתקדם מאיתנו בהרבה, לכן כדאי להשתמש בו. ניתן להשתמש בעיקרון שהצגנו וליישם אותו על חושים אחרים, כמו ריח, ראייה ומישוש. לדוגמה, לבעלי חיים מסוימים יש יכולות מדהימות לזיהוי של חומרי נפץ וסמים, וייצור של רובוט עם מחוש ביולוגי יוכל לעזור לנו לשמור על חיי אדם ולזהות עבריינים באופן שלא ניתן כיום. יש בעלי חיים שיודעים לזהות מחלות ואחרים שיודעים לחוש רעידות אדמה. השמיים הם הגבול".

בעתיד, החוקרים מתכננים לשלב ברובוט גם יכולות ניווט שיאפשרו לו לאתר את המקור של הריח ולאחר מכן גם את סוגו.

נושאים קשורים:  רובוט,  פיתוח טכנולוגי,  למידת מכונה,  מחקרים,  חדשות,  אוניברסיטת תל אביב
תגובות