Judit
-2 °C
8 °C

A NASA elektronikus orrot fejleszt

2004.08.25. 12:22
Kapcsolódó cikkek (2)
A NASA tudósai hosszú évek óta dolgoznak a nemcsak a világűrben, hanem az anyabolygón is munkába állítható elektronikus orron (E-Nose). A szaglógép a tervek szerint többek között gázszivárgások, szennyezőanyagok, élelmiszerek összetétele, vagy a levegő nedvességtartalmában bekövetkező változások után is nyomoz. Orvosok és fogorvosok munkájába szintén besegíthet: a páciens leheletét tesztelve különböző következtetések vonhatók le.
Az elektronikus orr olyan jelenségeket is észlel, melyeket az emberi orr nem, hiszen csak a megszokottól eltérő illatokat, gázokat érzékeljük. Viszont a nagyon lassú, fokozatos szennyeződésre már nem figyelünk fel. A kémiai összetevők az űrben, az űrhajók és űrállomások zárt terében még komolyabb problémákat okozhatnak: voltaképpen semmit nem lehet tenni veszély esetén - az asztronauták nem nyithatják ki az ablakokat friss levegőért, és egészségügyi sétára se ugorhatnak ki.

Változó szagok, illatok nyomában

A NASA a Kaliforniai Technológiai Intézettel közösen fejlesztette ki a gépi szaglás lehetőségét biztosító módszert. A környezetét monitorozó szerkezet az emberi szag- és illatérző-rendszert imitálja. Viszont - nem úgy, mint a homo sapiens - nem szívja be a levegőt; a rendkívül kicsi chipre elhelyezett harminckét szenzora az elemeknek megfelelően tágul ki, illetve húzódik össze. Nem egy-egy adott szagra, hanem a változásokra érzékenyek. Valamennyi érzékelő tartalmaz elektromosságot vezető szénrészecskéket. A reakció mintát hoz létre, amit a tudósok speciális számítógépes programot használva értékelnek ki. A szenzorok minden változásra reagálnak, elektromos ellenállásuk módosul, reakcióikat pedig rögzítik. A reakció mértéke a toxikus anyagok mennyiségének függvénye. Az adott gáz, gázkeverék hatására keletkezett és a laboratóriumban felvett minták összekapcsolása nagy segítséget jelent a levegőben lévő anyagok azonosításakor.

A Discovery fedélzetén

A technológia lehetővé teszi, hogy jeleket küldjünk egy környezeti kontrolrendszernek. A rendszer központi számítógépe emberi beavatkozás nélkül dönti el, miként kezelje a problémát. Tanítható, azaz idővel egyre több speciális szennyezőanyagot ismer fel. Kimutatja például, hogy a mérgező gázok mennyisége alacsonyabb szinten van a NASA toxikológusai által meghatározott "űrhajón megengedett maximális koncentrációnál" (spacecraft maximum allowable concentration, SMAC), vagy sem.

Az E-Nose első, zsebkönyv-méretű változata 1,4 kilogrammot nyomott. A jelenlegi fejlesztés 700 grammot, az eredeti súly felét, valamint kétezer köbcenti helyett hétszázhatvanat célzott meg, miközben jócskán bővítik a repertoárját. A szenzort irányító-ellenőrző szerkezet egyaránt lehet személyes digitális asszisztens, vagy laptop. A szoftver tizenöt másodperccel az adott "esemény" (mérgező gáz felderítése, stb.) után továbbítja az adatokat.

1999-ben, a Discovery-n tesztelték először élesben. A fedélzet egyik sarkában helyezték el, jól végezte munkáját - szerencsére nem kellett figyelmeztető jeleket leadnia, miközben többet érzékelt, mint a hét űrhajós, köztük a veterán John Glenn szenátor.

Cyrano-orr, modern változatban

A kereskedelmi cégek hamar észrevették az elektronikus orrban rejlő lehetőségeket. 1997. márciusban a NASA engedélyezte a (Caltech-kutatók által alapított, azóta a Smith Detection-be olvadt) pasadenai (Kalifornia) Cyrano Sciences-nek a technológia alkalmazását. Az eredeti eszköz némi átalakításával létrehozták a legendás orrú francia párbajhősről elnevezett Cyranose 320-at. Méri a gőzöket, majd elkészíti a digitalizált minták adatbázisát. Minden jövőbeli méréskor, illetve az elemek azonosításakor ezekkel a patternekkel történő összehasonlítás alapján határozza meg az adott gázt. A felhasználónak alkalmasint mást se kell tennie, csak egy gombot megnyomnia, és az addig digitalizált szagokból máris választ kap kérdésére (legalábbis a Cyrano Sciences ismertetője szerint).

Cyranose 320 0,91 kilogramm, négy elemmel három órán keresztül működik. Először az élelmiszeriparban alkalmazták: romlott táplálékokat kellett szaglásznia. Később toxikus, például a vizet szennyező anyagok után is kutatott.