Un nez électronique basé sur l'intelligence artificielle nous indique si la nourriture que nous nous apprêtons à manger est avariée (et aussi si elle contient des allergènes)
Un nouveau nez électronique basé sur l'IA développé par une équipe de recherche dirigée par l'Université de Californie à Berkeley (États-Unis) est capable de détecter les odeurs associées aux aliments avariés avec beaucoup plus de précision que le nez humain et peut également détecter la présence d'allergènes alimentaires courants, tels que les noix et les arachides.
L'intelligence artificielle peut reconnaître si un aliment est périmé ou contient les allergènes les plus courants : un nouveau nez électronique, nommé Schnozet développé par un groupe de recherche dirigé parUniversité de Californie à Berkeley (UC Berkeley, États-Unis) est capable de détecter les odeurs associées aux aliments avariés avec beaucoup plus de précision que le nez humain et peut également détecter la présence de substances telles que les noix et les arachides, considérées parmi les grand tueur allergène.
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L’appareil, en particulier, est composé d’un réseau de 16 minuscules capteurs de gaz, chacun étant sensible à une combinaison légèrement différente de composés gazeux.
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Il peut être imaginé comme un ensemble de papilles gustatives numériques, où chaque capteur de cette puce réagit de manière unique aux différentes molécules de gaz qui lui sont présentées – explique Carla Bassil, auteur principal de l'étude – Chacun de ces 16 capteurs possède un film sensible différent et fonctionne en convertissant les réactions chimiques entre la surface du capteur et la molécule de gaz en signaux électriques.
Grâce à l'apprentissage automatique, les chercheurs ont formé un modèle pour reconnaître les profils de réponse des capteurs associés à sept aliments différents (fraise, myrtille, banane, noix, noisette, noix de cajou et cacahuète), ainsi que l'odeur du poulet cru, du lait et des œufs, qu'ils soient frais ou laissés à température ambiante pendant 24 et 48 heures.
Après de nombreuses modifications, le nez s'est avéré capable de percevoir l'odeur de 0,05 gramme de noix isolée, soit environ un centième d'une noix décortiquée de taille moyenne. Cependant, il lui reste encore à tester la sensibilité de l'appareil dans des environnements où d'autres gaz sont présents, comme lorsque des noix se trouvent dans une salade ou un gâteau, ou lorsque des aliments avariés se trouvent au réfrigérateur avec d'autres aliments.
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L’idée est de pouvoir utiliser la sélectivité relative des capteurs de gaz, combinée aux capacités de reconnaissance de formes de l’apprentissage automatique, pour identifier quelle signature gazeuse est associée à chaque aliment. Le résultat est une puce de capteur bien plus sensible et objective que n’importe quel nez humain.
Même si le concept de nez électronique existe depuis les années 1980, sa mise en œuvre s’avère complexe. Les capteurs de gaz individuels, tels que ceux que l’on trouve dans les détecteurs de monoxyde de carbone domestiques, sont relativement simples à produire, mais intégrer une série de films sensibles différents sur une seule puce est beaucoup plus difficile.
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Beaucoup de ces difficultés ont été surmontées grâce à l'utilisation de nanotubes de carbone (au lieu d'oxydes métalliques) comme matériau conducteur, qui peuvent former des couches de quelques nanomètres d'épaisseur, cinquante à cent mille fois plus fines qu'un cheveu humain, et dont la grande surface leur confère de nombreuses qualités particulières, notamment une grande sensibilité à la température ambiante.
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L'utilisation d'une structure de dispositif fonctionnant à température ambiante plutôt qu'à température élevée a permis aux chercheurs de choisir une plus grande variété de matériaux sensibles aux gaz, y compris ceux susceptibles de se dégrader à haute température, tels que les polymères, ainsi que de fabriquer le ébrécher capteur utilisant un processus simple appelé coulée goutte à goutteplutôt que de nécessiter des techniques plus complexes.
L'aspect véritablement évolutif de mon nez électronique est la possibilité d'utiliser tous ces différents types de matériaux sensibles en les déposant en une seule étape.
Les chercheurs ont désormais développé une version portable du nez électronique pouvant être utilisée avec une application iPhone, qu'ils prévoient de tester dans une plus grande variété d'environnements, en continuant d'améliorer sa sensibilité et sa fiabilité.
Je pense que les réfrigérateurs intelligents, équipés de capteurs contrôlables via smartphone, seraient une excellente application pour ce type de technologie. Ne serait-il pas génial si votre réfrigérateur pouvait vous avertir en écrivant des choses comme « Hé, le brocoli est sur le point de se détériorer, alors peut-être qu'il vaut mieux le manger » ou « Le poulet en est à son dernier jour de conservation » ?
L'ouvrage a été publié le Avancées scientifiques.
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Sources : UC Berkeley / UC Berkeley/Youtube / Science Advances
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