Terima kasih atas kemampuan berbau mereka yang luar biasa, anjing telah digunakan selama ratusan tahun untuk memburu permainan liar dan mencari penjahat. Di bandara, mereka membantu mengidentifikasi bahan peledak dan obat -obatan terlarang. Dalam situasi bencana, mereka dapat menyelamatkan para penyintas dan menemukan sisa -sisa manusia.
Tetapi setiap anjing hanya dapat dilatih untuk mendeteksi satu kelas senyawa bau, yang membatasi rentang bau yang dapat dideteksi. Biaya pelatihan puluhan ribu dolar dan membutuhkan waktu beberapa bulan. Untuk Florida Startup Canaery, solusinya adalah menggabungkan anjing dengan Neuroteknologi untuk memungkinkan mereka mendeteksi segala sesuatu mulai dari bom dan barang selundupan lainnya hingga penyakit manusia dan racun lingkungan – tidak ada pelatihan khusus yang diperlukan.
Perusahaan sedang membangun apa yang disebut antarmuka computer hidung untuk mendekode bau yang dibaui hewan secara real time. “Betapa lebih mudahnya jika Anda hanya perlu menekan tombol dan mengambil sampel uap dan langsung mendapatkan pembacaan?” Kata CEO Canaery Gabriel Lavella. (Dan ya, perusahaan mengambil namanya dari burung kuning yang pernah digunakan untuk mendeteksi gas beracun di tambang batubara.)
Segelintir perusahaan, termasuk Elon Musk Neablesedang membangun Antarmuka Komputer Otak untuk manusia. Canaery ingin membawa teknologi yang sama kepada anjing.
Perusahaan telah bermitra dengan Lawrence Livermore National Laboratory, bagian dari Departemen Energi AS, untuk mengembangkan array yang membaca informasi bau yang diambil dari hewan. Lebih tipis dari selembar kertas tisu dan seperempat seukuran prangko AS, ditempatkan di permukaan bohlam penciuman hewan – pusat penerima otak untuk penciuman. Ketika seekor hewan mengambil aroma, neuron menembak di bohlam penciuman. Array mengumpulkan sinyal saraf ini dan mengirimkannya ke unit komputer kecil dan nirkabel yang mendekodekannya.
Pod prototipe Canaery memiliki tikus dengan antarmuka hidung-komputer, komputer, dan perangkat keras kontrol lingkungan.
Sejauh ini array telah diuji pada tikus, dengan versi untuk anjing datang kemudian, kata Lavella. Dalam video demo yang dilihat secara eksklusif oleh Wired, seorang ilmuwan Canaery menggunakan tongkat untuk menangkap sampel udara dari empat cawan Petri yang berbeda, masing -masing berisi bau yang berbeda. Bip tongkat dan mengirimkan molekul bau melalui tabung ke pod yang menampung tikus yang dilengkapi dengan antarmuka computer hidung. Beberapa detik setelah binatang itu mencium bau, informasi aroma dikirim ke telepon yang berada di atas pod. Aplikasi seluler menampilkan nama senyawa bau hewan, serta skor kualitas yang memperhitungkan keakuratan dan konsentrasi molekul.
Saat ini, prototipe tikus Canaery dapat mendeteksi akselerasi pembakaran dan bubuk tanpa asap yang digunakan dalam amunisi, serta metamfetamin, kokain, dan fentanyl.
Pada mamalia, hidung dan otak bekerja bersama untuk mendeteksi bau. Ketika molekul bau memasuki lubang hidung, mereka berikatan dengan reseptor penciuman. Manusia memiliki sekitar 450 jenis reseptor penciuman, sementara anjing memiliki dua kali lebih banyak. Setiap bau merangsang berbagai kombinasi jenis reseptor, menghasilkan sinyal listrik yang unik. Sinyal itu dikirim ke bohlam penciuman untuk diproses. Lavella menyamakan permukaan bohlam penciuman dengan papan kotak -kotak. Saat bau masuk, kotak menyala di papan kotak -kotak dalam pola tertentu.
Canaery menggunakan perangkat lunak AI untuk mengenali pola -pola itu dan mengaitkannya dengan bau. Setelah menanamkan array, para ilmuwan mengekspos hewan pada bau untuk melatih model AI. Lavella mengatakan perangkat lunak ini dapat dilatih dalam sekitar tiga sesi. Selama sesi -sesi itu, para ilmuwan menghadirkan lebih dari dua lusin sampel dengan bau yang sama dengan hewan. Kemudian, hewan itu terpapar bau lagi untuk memvalidasi model AI.
Array saat ini yang ditanamkan pada tikus demo memiliki 128 elektroda yang menangkap sinyal saraf dari bola lampu penciuman. Para peneliti di Lawrence Livermore National Laboratory sedang mengerjakan array baru dengan 767 elektroda untuk menangkap lebih banyak informasi. “Perangkat generasi berikutnya akan memungkinkan kita untuk memiliki kinerja yang lebih besar di lapangan terhadap bacaan latar belakang yang kompleks dan uap yang mengacaukan yang ada di udara,” kata Lavella.
Bau decoding bukanlah upaya baru dengan cara apa pun. Para peneliti telah bekerja Teknologi “e-nose” untuk mendeteksi bau selama 40 tahun terakhir. Perangkat ini menggunakan sensor kimia untuk mengubah molekul bau menjadi sinyal listrik, yang kemudian dianalisis dengan sistem pengenalan pola untuk mengidentifikasi sumber bau. Tetapi perangkat ini secara historis hanya mampu mendeteksi berbagai bau.
“Hewan dapat melakukan hal -hal yang tidak bisa kita lakukan saat ini, jadi itu cara yang cerdas untuk mengatasi masalah itu,” kata Joel Mainland, seorang peneliti penciuman di Monell Chemical Sensses Center, sebuah lembaga penelitian nirlaba di Philadelphia.
Array Canaery, yang ditempatkan di permukaan bohlam penciuman hewan, lebih tipis dari selembar kertas tisu dan seperempat ukuran perangko AS.
Matt Angle, CEO Paradromik yang berbasis di Austin, yang sedang mengembangkan antarmuka otak-komputer untuk manusia, mengatakan teknologi ini adalah cara pragmatis untuk mendigitalkan bau karena “ia memanfaatkan fisiologi penciuman yang sangat sulit untuk mendapatkan manfaat sambil tetap mendapatkan manfaatnya yang mendapatkan manfaatnya sambil mendapatkan manfaatnya yang mendapatkan manfaatnya sambil mendapatkan manfaatnya sambil mendapatkan manfaatnya tetap mendapatkan manfaatnya. Digitalisasi dan Analisis Cepat. “
Canaery dan kolaboratornya membayangkan semua jenis kegunaan untuk sistem deteksi bau. “Bandara dan bentuk pos pemeriksaan lainnya mungkin merupakan kasus penggunaan yang paling jelas,” kata Travis Massey, seorang peneliti antarmuka saraf di Lawrence Livermore. Antarmuka komputer hidung dapat digunakan untuk mengendus orang yang memasuki sekolah, stadion, mal perbelanjaan, atau taman hiburan-tempat di mana sejumlah besar orang berkumpul.
Aplikasi lain dapat mencakup mendeteksi spesies invasif, mengidentifikasi bahaya lingkungan, atau mendiagnosis penyakit. Selama pandemi Covid-19, anjing dilatih untuk berhasil mengendus coronavirus dalam sampel pasien keringat, air liur, dan urin. Penyakit lain, seperti kanker dan penyakit Parkinson, menghasilkan tanda tangan bau unik yang dapat dideteksi oleh anjing sniffer. Rantai hotel bahkan menggunakan anjing untuk menemukan serangan kutu busuk.
Tetapi memasang antarmuka hidung-komputer pada anjing, tidak diragukan lagi menimbulkan pertanyaan tentang keselamatan dan kesejahteraan hewan. Pada tikus, array dapat dimasukkan ke dalam hidung melalui prosedur invasif minimal. Perusahaan masih mencari cara menanamkan perangkat pada anjing. Setidaknya pada tikus, array tidak merusak jaringan atau memperoleh respons imun yang kuat. “Kami tidak mengantisipasi masalah umur panjang atau masalah kronis yang memiliki efek pada kualitas hidup hewan,” kata Lavella.
Antarmuka otak-komputer melibatkan sejumlah risiko, tetapi mereka juga dirancang untuk Kembalikan fungsionalitas untuk orang dengan kelumpuhan dan mengobati kondisi medis lainnya. Risiko -risiko itu mungkin dapat diterima oleh orang -orang yang menggunakannya. Antarmuka hidung-komputer Canaery, akan ditanamkan pada hewan yang sehat. Pada akhirnya, manfaat teknologi harus ditimbang terhadap potensi risiko bagi sahabat manusia.
