เนื่องจากความสามารถในการบ่งชนิดของกลิ่นในมนุษย์นั้นไม่คงที่และมีข้อจำกัด จากปัจจัยกระตุ้นภายนอก ทั้งความอ่อนล้าอารมณ์ สภาพอากาศหรืออุณหภูมิขึ้น เซนเชอร์อัจฉริยะอาศัยหลักการเดียวกับการรับรู้กลิ่นของมนุษย์ เรียกว่า "จมูกอิเล็ก--ทรอนิกส์ (Electronic Nose)" หรือ "ระบบตรวจวัดกลิ่นด้วยอาร์เรย์เซนเซอร์" จะช่วยลดข้อจำกัดของจำแนกกลิ่นของผู้เชี่ยวชาญที่อาศัยประสาทสัมผัส โดยใช้การส่งสัญญาณที่แตกต่างกันของพอลิเมอร์แต่ละชนิดในจมูกเทียม เพื่อใช้จดจำและจำแนกสารเคมีต่างๆ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวาง โดยกลิ่นเป็นสารเคมีระเหย (Volatile chemical) ที่มีขนาดโมเลกุลไม่เกิน 300 ดาลตัน (Daltons)ซึ่งมนุษย์และสัตว์จะมีตัวตรวจจับสารเคมีของกลิ่น (olfactory) ที่ส่งสัญญาณไปยังสมองเพื่อประมวลว่าเป็นสัญญาณของกลิ่นใด ทั้งนี้การรับรู้กลิ่นเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาน้อยมากเนื่องจากระหว่างกระบวน การรับรู้กลิ่น โมเลกุลของกลิ่นไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลง
จมูกอิเล็กทรอนิกส์ก็อาศัยหลักการคล้ายๆ กัน โดยจะใช้เซนเซอร์ที่ความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนไปเมื่อดูดซับสารเคมีระเหย (conductometric chemosensor) ซึ่งตัวอุปกรณ์ประกอบไปด้วยฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ซึ่งฮาร์ดแวร์จะมี เซนเซอร์ที่ไม่เฉพาะเจาะจงกับสารเคมีตัวใดตัวหนึ่ง และเซนเซอร์แต่ละตัวก็มีความไวต่อสารเคมีระเหยไม่เท่ากันซึ่งซอฟต์แวร์ก็จะ นำสัญญาณจากเซนเซอร์แต่ละตัวมาประมวลเพื่อจำแนกกลิ่นได้ ในส่วนของเซนเซอร์ทำจากพอลิเมอร์นำไฟฟ้าที่มีอนุภาคนำไฟฟ้าซึ่งอาจเป็น พอลิเมอร์นำไฟฟ้า คาร์บอน หรือผงโลหะ กระจายตัวอยู่ในเนื้อพอลิเมอร์ มีลักษณะเป็นโครงข่ายต่อเนื่องเพื่อเป็นเส้นทางให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จาก ขั้วไฟฟ้าหนึ่งไปยังอีกขั้วได้ เมื่อมีสารเคมีระเหยเข้ามาสัมผัสจะทำให้โครงข่ายของอนุภาคตัวนำไฟฟ้าขยายตัว และเส้นทางเดินของอิเล็กตรอนบางตัวถูกตัดขาด ซึ่งจะทำให้ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และพอลิเมอร์จะกลับเข้าสู่สภาพเดิมเมื่อสารเคมีระเหยถูกปล่อยออกไป ระบบตรวจวัดกลิ่นด้วยอาร์เรย์เซนเซอร์ดังกล่าวจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการตรวจ สอบคุณภาพอาหารด้วยกลิ่นโดยผู้เชี่ยวชาญที่มีมานานแล้ว แต่ส่วนใหญ่จำกัดกับผลผลิตที่มีราคาแพง เพราะผู้เชี่ยวชาญที่มีพรสวรรค์และผ่านการฝึกฝนมีอยู่จำกัด ประกอบกับไม่สามารถทำงานให้มีความแม่นยำได้ต่อเนื่อง ซึ่งระบบดังกล่าวจะช่วยให้ขั้นตอนการตรวจสอบมีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น
ประโยชน์ของผลงาน
ประโยชน์ของจมูกอิเล็กทรอนิกส์คืออาจจะใช้เป็นอุปกรณ์มาตรฐานในการจดจำ และแยกแยะกลิ่นเพื่อทดแทนหรือเป็นส่วนเสริมการทำงานของมนุษย์หรือสัตว์ ข้อดีจากการมีอุปกรณ์มาตรฐานเพื่อจดจำและแยกแยะกลิ่นมีมากมายดังเช่นใน อุตสาหกรรมอาหาร ทั้งก่อน ระหว่าง และหลังกระบวนการแปรรูป ยกตัวอย่างเช่น ความสดของผัก ผลไม้หรือเนื้อสัตว์ หรือความสุกดิบของผลไม้ ก็จะมีกลิ่นต่างกัน ชนิด (สายพันธ์ุ) ของผัก ผลไม้ ก็มีกลิ่นต่างกัน เช่น ข้าวหอมมะลิจะมีกลิ่นเฉพาะตัว การบ่มไวน์ซึ่งต้องการปัจจัยหลายประการ การที่จะบ่งบอกว่าไวน์บ่มได้ที่หรือไม่ต้องอาศัยกลิ่นเป็นส่วนหนึ่งของการ ตรวจสอบ ซึ่งการตรวจสอบในปัจจุบันทำโดยผู้เชี่ยวชาญที่เป็นมนุษย์ที่ถูกฝึกมาเป็น พิเศษการใช้เครื่องจมูกอิเล็กทรอนิกส์จึงเป็นประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหารและ เครื่องดื่ม
การจำแนกการนำไปใช้ประโยชน์
อุตสาหกรรมการผลิต
การผลิต : การพัฒนาคุณภาพผลผลิต การพัฒนากระบวนการผลิต การเพิ่มผลผลิต การลดค่าใช้จ่ายในการผลิต เป็นต้น
การค้า และบริการ
ชื่อผู้ผลิตผลงาน :
ดร.อดิสร เตือนตรานนท์
ดร.สมบุญ สหสิทธิวัฒน์
ดร.สิรพัฒน์ ประโทนเทพ
ดร.ธีรเกียรติ เกิดเจริญ
หน่วยปฏิบัติการวิจัยนาโนอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องจักรกลจุลภาค (MEM)
