Toen het Duitse Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) eind april dit prototype sensor uitbracht waarmee smartphones konden ruiken, bouwde het niet alleen na wat een menselijke neus kan doen. De telefoon is straks in staat om aroma's veel nauwkeuriger te detecteren dan menselijke neuzen. Wat is het IT-potentieel? Nou, dat is groot.

Voor veiligheid

Wanneer werknemers rook ruiken, elektrische branden of een gaslek, verliezen bedrijven kostbare tijd bij het zoeken naar de bron, vooral als de geur van achter een muur komt. Dat komt vooral omdat menselijke neuzen goed zijn - in verschillende mate, variërend van persoon tot persoon - in het detecteren van geuren, maar de neus kan snel wennen aan de geur.

Een ruikende telefoon zou er echter op kunnen wijzen dat de concentratie van de geur op dit moment x delen per miljoen is en dat de concentratie toeneemt als je de ene kant oploopt en afneemt als je de andere kant opgaat. Dat alleen al zou levens kunnen redden.

Voor winkeliers

Er zijn ook retailtoepassingen. Wat als een snelle beweging met een smartphone boven een vis- of vleeskraam onmiddellijk zou kunnen detecteren welke zijn bedorven of welke niet veel tijd meer hebben?

Hierna: Hoe de sensor precies werkt.

Hoe kan een smartphone ruiken? Volgens het KIT "is de elektronische neus slechts enkele centimeters groot. De neus bestaat uit een sensorchip uitgerust met nanodraden gemaakt van tindioxide op vele individuele sensoren. De chip berekent specifieke signaalpatronen uit de weerstandsveranderingen van de afzonderlijke sensoren."

Hoe de sensoren detecteren

"Deze detecteren de moleculen in de omgevingslucht, veranderingen door de verschillende geuren zijn uniek en daarmee herkenbaar. Als de chip al eerder een specifiek patroon heeft geleerd, kan de sensor binnen enkele seconden de geur herkennen."

"Om het proces te starten, gebruiken de onderzoekers een LED die geïntegreerd is in de sensorbehuizing en de nanodraden bestraalt met UV-licht. Als gevolg hiervan neemt de aanvankelijk zeer hoge elektrische weerstand van tindioxide af, zodat weerstandsveranderingen veroorzaakt door geur veroorzakende moleculen die aan het oppervlak van tindioxide zijn bevestigd, kunnen worden gedetecteerd."

De toekomst van ruikende smartphones

Het is duidelijk dat dit onderzoek nog een lange weg te gaan heeft voordat OEM's een dergelijk mecahnisme opnemen in het ontwerp van hun smartphones. Immers, in de ultra-dichte interne elektronica van hedendaagse smartphone-ontwerpen is "een paar centimeter" een flinke ruimte. Daarna moet het model nog verder worden getraind om de software te programmeren de aroma's te herkennen die nuttig zijn voor zakelijke toepassingen of consumentengebruik.

Op de volgende pagina: Enkele haken en ogen.

Dat gezegd hebbende, is de mobiele elektronische neus potentieel een game-changer. Denk aan een restauranteigenaar die haar keuken binnenloopt en met haar menselijke neus een stankprobleem opmerkt. Met de enorme hoeveelheid tegenstrijdige geuren - en keukenpersoneel dat voortdurend andere ingrediënten gebruikt - kan het enige tijd duren om de oorzaak op te sporen. Een smartphone die is uitgerust met een geursysteem is misschien een veel betere spoorzoeker als hij al is getraind om te weten wat hij zoekt.

Haken en ogen

Maar een "nieuwe" geur die het resultaat is van iemand die experimenteert met verschillende specerijen kan wel eens buiten de kennis van het getrainde digitale reukorgaan liggen. En hoe weet een ondernemer in een omgeving zo vol met aroma's als een keuken in een restaurant zeker welke geur nou eigenlijk wordt gedetecteerd?

Een app-venster zou waarschijnlijk de lijst van alle geïdentificeerde geuren moeten weergeven en de eigenaar in staat stellen er een te selecteren om te volgen. Het apparaat zou bijvoorbeeld 59 geuren kunnen herkennen en één ervan zou "rottende garnalen" kunnen zijn. Dat kan de eigenaar alles vertellen wat ze moest weten.

Reukalarm

Dan is er nog een grote potentie voor beveiliging. Beveiligde omgevingen kunnen tegenwoordig onder andere warmte (infrarode energie), beweging (breken van een lichtbundel) en gewicht (sensoren in de vloer) detecteren. Een reuksysteem zou alle geuren in een ruimte kunnen identificeren om die als geautoriseerd te bevestigen en dan alarm slaan als de geuren veranderen, zoals waarschijnlijk zou gebeuren wanneer een indringer met een andere lichaamsgeur zou binnenwandelen.

Op de laatste pagina: Toepassingen in zorg en de toekomst hiervan.

Dat zou werken als je alle verandering in de geur van een kamer opmerkt, in plaats van te zoeken naar een specifieke geur, die een indringer zou kunnen maskeren. Hoe zit het met een zorginstelling? Er zijn bijvoorbeeld verhalen over honden die kanker detecteren of op handen zijnde sterfgevallen bij patiënten opmerken, gebaseerd op de acute reukzin van de hond. Kunnen smartphones worden getraind om ook deze aanwijzingen te detecteren?

Ruiken en horen

Dit is een klassiek geval voor een machine learning-applicatie. Sensoren die naast de patiënt worden geplaatst, kunnen alle veranderingen waarnemen en veranderingen 'ruiken'. Als dit systeem genoeg patiënten heeft onderzocht, zou het kunnen extrapoleren wat die geuren betekenen. Dit lijkt een beetje op hoe nu het falen van machines wordt voorspeld door audiosensoren op basis van het geluid dat verandert - een essentiële toepassing die de kracht van IoT en AI laat zien.

De grootste uitdaging voor ontwikkelaars die apps bouwen is om alle sensormogelijkheden van mobiele apps slim te benutten. Dat doen ze nu al met gps-locatie, bewegingsdetectie, video-analyse, geluidsdetectie, et cetera. Aromadetectie kan wel eens de volgende nieuwe sensortoepassing zijn.