Algunos perros adiestrados arriesgan su vida o su integridad física en su trabajo para detectar drogas o incluso explosivos con su potente olfato, pero pronto podrían ser sustituidos por robots que ya son capaces de percibir olores.
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv lograron dotar a un robot del sentido del olfato utilizando un sensor biológico procedente de un insecto. El sensor envía señales eléctricas en respuesta a la presencia de un olor cercano, que el robot puede detectar e interpretar.
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Los investigadores lograron conectar el sensor biológico a un sistema electrónico y, mediante un algoritmo de aprendizaje automático, fueron capaces de identificar olores con un nivel de sensibilidad 10,000 veces superior al de un dispositivo electrónico de uso común.
Los científicos que desarrollaron el robot afirman que “el cielo es el límite”, y creen que esta tecnología también podría utilizarse en el futuro para identificar explosivos, drogas, enfermedades, etc.
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 distintas señales. A continuación, el órgano sensorial traduce estos hallazgos en señales eléctricas, que el cerebro descodifica como información.
“Conectamos el sensor biológico (al sistema electrónico) y lo dejamos oler distintos olores mientras medíamos la actividad eléctrica que inducía cada olor. El sistema nos permitió detectar cada olor al nivel del órgano sensorial primario del insecto”.
— Yossi Yovel, profesor de la Escuela de Zoología y de la Escuela Sagol de Neurociencia de la Universidad de Tel Aviv.
Así pues, el reto de los biosensores, como el utilizado en el robot en cuestión, reside en conectar un órgano sensorial, como la nariz, a un sistema electrónico que sepa descodificar las señales eléctricas recibidas de los receptores.
“La naturaleza está mucho más avanzada que nosotros, así que debemos aprovecharnos de ello”, afirma el Dr. Ben Maoz, profesor de la Escuela Fleischman de Ingeniería y de la Escuela Sagol de Neurociencia de la Universidad de Tel Aviv y autor del estudio.
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Los autores explican que conectaron el sensor biológico (al sistema electrónico) y lo dejaron oler distintos olores mientras medían la actividad eléctrica que inducía cada olor. El sistema les permitió detectar cada olor al nivel del órgano sensorial primario del insecto.
Tras conseguir que el sistema detectara los olores, los desarrolladores utilizaron el aprendizaje automático para crear una “biblioteca” de olores.
Los científicos esperan que esta tecnología pueda utilizarse para preservar vidas humanas mediante la detección de explosivos y para identificar a delincuentes mediante la identificación de drogas.
“Algunos animales tienen capacidades asombrosas para detectar explosivos o drogas; la creación de un robot con nariz biológica podría ayudarnos a preservar vidas humanas e identificar criminales de una forma que hoy no es posible”, concluyó Maoz.
10,000
veces más sensible que los actuales dispositivos electrónicos de referencia (conocidos como espectrómetros de masas) es el robot.
¿Cómo puede oler este robot?
-El robot es un sistema biohíbrido
-Está compuesto por un componente biológico, que es la antena de una langosta (el órgano que huele) y un componente electrónico, que es el propio robot.
-La antena biológica crea una respuesta eléctrica única a cada odorante.
-Esta señal eléctrica es “interpretada” por el robot y reacciona en consecuencia.
Entrevista
Dr. Ben Maoz,
profesor de la Escuela Fleischman de Ingeniería y de la Escuela Sagol de Neurociencia de la Universidad de Tel Aviv
P: ¿Qué hay detrás de la idea de dotar a un robot del sentido del olfato?
- La idea general era que nuestra tecnología actual no puede competir con algunas de las capacidades sensoriales del reino de los insectos. Por ejemplo, el olfato. Actualmente no existen buenos sensores para los olores, lo contrario que en el caso de los insectos.
Nuestro planteamiento fue que, en lugar de intentar imitar estas capacidades sensoriales con sistemas electrónicos, crearíamos sistemas biohíbridos, en los que integraríamos el órgano sensorial del insecto (por ejemplo, la antena) con un robot, que respondería a los sensores biológicos.
La idea es un ejemplo perfecto de la importancia de celebrar reuniones cara a cara (en contraposición a las reuniones en línea). Yossi Yovel, experto en biosensores y murciélagos, Amir Ayali, experto en langostas, y yo quedamos para tomar un café y, tras una lluvia de ideas, se nos ocurrió esta idea.
P: ¿Cómo funciona?
- El proceso de identificación de los odorantes consta de varias etapas. En primer lugar, la señal eléctrica que genera la antena se “limpia” y procesa, para que no tenga ruido de fondo. El siguiente paso es utilizar la IA, para entrenar al sistema sobre cuáles son las características únicas de cada odorante. Una vez entrenado, el sistema puede identificar y discriminar estos odorantes.
P: ¿Qué aplicaciones puede tener esta tecnología?
- El cielo es el límite. Se puede utilizar para muchas cosas, como identificar explosivos, drogas, alimentos, perfumes, enfermedades y todo lo que tenga un olor que se quiera identificar y distinguir.
P: ¿Hasta qué punto es sensible a los olores este robot?
- En las mediciones que hicimos, vimos que es unas 10.000 veces más sensible que los actuales dispositivos electrónicos de referencia (conocidos como espectrómetros de masas). Ten en cuenta que depende del odorante y del insecto que estemos utilizando.
