กลายเป็นข่าวดังอยู่ระยะหนึ่ง สำหรับปัญหาโรงงานผลิตอาหารสัตว์ที่ส่งกลิ่นเหม็นรบกวนวัดและ ชุมชนบริเวณรอบข้าง กระทั่งหน่วยงานที่ เกี่ยวข้องต้องส่งเจ้าหน้าที่ และ “ทีมมนุษย์ ดมกลิ่น” ลงไปตรวจสอบกลิ่นเจ้าปัญหาอย่างเร่งด่วน

แต่ทราบหรือไม่ว่านอกจากการใช้ “จมูก” ของมนุษย์ในการพิสูจน์ “กลิ่น” แล้ว ด้วย ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทำให้ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถ ผลิตอุปกรณ์ที่รับรู้และจดจำกลิ่นได้แม่นยำไม่ต่างจากจมูกมนุษย์ นั่นคือ “จมูกอิเล็กทรอนิกส์” หรือ “Electronic Nose” ผลงานวิจัยภายใต้ ความร่วมมือของศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และวิทยาลัยนาโนเทคโนโลยี สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้า- เจ้าคุณทหารลาดกระบังดร.สิรพัฒน์ ประโทนเทพ ที่ปรึกษาห้องปฏิบัติการวิจัยระบบอุปกรณ์นาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) และในฐานะอาจารย์ประจำวิทยาลัยนาโนเทคโนโลยี สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง กล่าวว่า จมูก คือ 1 ใน 5 อวัยวะประสาทสัมผัสที่ใช้ดม-สูดกลิ่น เพื่อรับรู้กลิ่นหอม เหม็น ฉุน หรือสดชื่น ให้กับมนุษย์เรา  และที่ผ่านมาก็มีการใช้หน้าที่พิเศษของจมูกนี้ในการตรวจสอบกลิ่นของ ผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น น้ำหอม โรลออน อาหาร เป็นต้น แต่ทั้งนี้จมูกก็มีข้อจำกัดหลายประการ บางครั้ง ไม่สามารถแยกแยะกลิ่นได้ หรือด้วยสภาพปัจจัยแวดล้อม ความเหนื่อยล้า ก็ทำให้ การตรวจสอบกลิ่นอาจมีความผิดเพี้ยนไปไม่แม่นยำ

และที่สำคัญ กลิ่นบางอย่างเป็นพิษ และอันตรายต่อร่างกายด้วย ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ ก็เป็นจุดเริ่มต้นในการสร้างจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ขึ้น

จมูกอิเล็กทรอนิกส์ เป็นอุปกรณ์จำลองระบบการดมกลิ่นเพื่อเลียนแบบจมูกมนุษย์ ส่วนประกอบพื้นฐานของจมูกอิเล็กทรอนิกส์คือ ส่วนรับกลิ่นจะมีหัวก๊าซเซนเซอร์ที่ความไวต่อสารเคมีระเหยแต่ละชนิดที่มี ความ แตกต่างกันหลายตัว รวมอยู่ในเครื่องเดียว โดยทำหน้าที่รับกลิ่นหรือก๊าซ หรือไอระเหย เข้ามา เมื่อโมเลกุลของสารเคมีระเหยมาเกาะกับหัววัดก็มีผลให้สัญญาณไฟฟ้าในวงจร เปลี่ยนแปลงไป เนื่องจากความต้านทานที่เปลี่ยนไปของหัววัด ซึ่งความแตกต่างของสัญญาณไฟฟ้าทำให้เกิดรูปแบบสัญญาณไฟฟ้าที่จำเพาะปราก ฎขึ้นมา  จากนั้นหน่วยประมวลผลโดยระบบคอมพิวเตอร์จะทำการวิเคราะห์รูปแบบสัญญาณที่ได้ สำหรับกลิ่นตัวอย่างชนิดต่างๆ และทำการบันทึกค่าไว้ เมื่อนำไปใช้งานกับกลิ่นที่ต้องการทดสอบ ระบบก็จะหาว่ากลิ่นตัวอย่างใหม่นี้เป็นกลิ่นเดียวกับกลิ่นที่บันทึกไว้หรือ ไม่ มีความเหมือนหรือต่างในระดับใด ด้วยการนำชุดข้อมูลสัญญาณไฟฟ้าใหม่ที่ตรวจได้ มาเทียบกับฐานข้อมูลที่ได้บันทึกไว้ วิธีการ ตรวจวัดเช่นนี้ แม้ว่าจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับตัวอย่างได้เพียงในเบื้องต้น ไม่สามารถระบุได้ว่ากลิ่นที่ตรวจวัดประกอบด้วยสารเคมี ใดบ้าง แต่เป็นวิธีที่ให้ผลได้รวดเร็วในทันทีและให้ข้อมูลเพียงพอกับความต้องการของ ผู้ใช้งานส่วนมาก

“ตัวอย่างการทำงาน เช่น ให้เครื่องจำกลิ่นที่เหม็นมากที่สุด ของตัวอย่างที่ต้องการวัด เช่น กลิ่นเหม็นที่สุด100 เปอร์เซ็นต์ ส่วนกลิ่นสะอาดที่สุด 0 เปอร์เซ็นต์ จากนั้นระบบจะสร้างสเกลเป็นไม้บรรทัดวัดกลิ่นขึ้นมา ตั้งแต่ 0-100 เมื่อใช้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ ดมกลิ่นตัวอย่างที่ต้องการทดสอบ เครื่อง ก็จะวัดค่าออกมาว่ากลิ่นของตัวอย่างนั้น เหม็นอยู่ที่ เช่น ระดับ1 ระดับ 2 ระดับ 3 หรือระดับ 4 ถ้าสมมุติว่าค่าที่วัดได้ว่ากลิ่นเหม็นมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งใกล้เคียงกับกลิ่นเหม็นที่สุด ก็บ่งชี้ได้ว่า ตัวอย่างกลิ่นใหม่ที่เครื่องทดสอบได้นั้นอยู่ในระดับ 4 คือเหม็นมากนั่นเอง โดยค่าที่ออกมาจะประมวลผ่านมาที่หน้าจอแสดงผลซึ่งมีทั้งข้อมูลที่ เป็นตัวเลขและกราฟให้ผู้ใช้เห็นได้ชัดเจน” ดร.สิรพัฒน์ อธิบาย

ทั้งนี้จมูกอิเล็กทรอนิกส์ ของศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ(นาโนเทค) ที่พัฒนาในช่วงแรก เป็นเครื่องที่ติดตั้งแบบอาศัยไฟบ้าน เน้นการใช้เพื่อตรวจสอบกลิ่น ในกระบวนการควบคุมคุณภาพอาหาร เช่น การตรวจสอบกลิ่นพริก หรือ เมล็ดกาแฟ เพื่อยืนยันความสดใหม่ของวัตถุดิบนั้นๆ

“จุดเด่นของจมูกอิเล็กทรอนิกส์ ที่ใช้ ตรวจสอบคุณภาพอาหารที่เราพัฒนาขึ้น ได้มีการทดลองใช้แยกแยะจดจำกลิ่นที่ แตกต่างกันได้มากกว่า 50 ชนิด สามารถตรวจและประมวลผลได้ภายใน 3 นาที ผลที่ตรวจสอบได้ก็มีความแม่นยำ เนื่องจากขั้นตอนของการตรวจสอบคุณภาพวัตถุดิบ การปนเปื้อน และการเสื่อมสภาพในอุตสาหกรรมอาหารส่วนใหญ่จะใช้คนดมกลิ่น แต่มีข้อจำกัดว่าบางกลิ่นใช้คนดมก็จะเพี้ยนบ้าง หรือบางกลิ่น คนก็ไม่อยากดม เป็นต้น

ดังนั้นเครื่องต้นแบบที่ นาโนเทค สร้างขึ้นจึงช่วยลดต้นทุนในการผลิตได้มาก สามารถ นำไปใช้ได้จริงและราคาอยู่ในระดับที่ผู้ใช้ยอมรับได้”

ดร.สิรพัฒน์ กล่าวต่อว่า ปัจจุบันวิทยาลัยนาโนเทคโนโลยี สถาบันเทคโนโลยีพระจอม- เกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง มีการต่อยอด จมูกอิเล็กทรอนิกส์เป็นแบบพกพา ให้สามารถวัดคุณภาพอากาศ โดยวิธีการใช้งานสามารถตรวจวัดได้แบบนาทีต่อนาที และใช้งานติดต่อกันได้นานกว่า 8 ชั่วโมง

ตัวอย่างที่เคยทดลองใช้ ก็คือ การตรวจกลิ่นน้ำเสีย ซึ่งสามารถตรวจวัดกลิ่นน้ำเน่าเสียได้ ว่ากลิ่นน้ำเสียอยู่ในระดับ 1, 2, 3 หรือ 4 และนำไปเปรียบเทียบเพื่อดูประสิทธิภาพ การบำบัดน้ำเสียด้วยวิธีต่างๆ และยังได้ทดลองวัดตัวอย่างกลิ่นและสารระเหยที่แพร่กระจายบริเวณรอบโรงงาน อุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อ ใช้เป็นแนวทางในการปรับปรุง และป้องกัน การรั่วไหล เป็นต้น  อย่างไรก็ตามประโยชน์ของจมูกอิเล็ก- ทรอนิกส์แบบพกพาที่ใช้ตรวจสอบคุณภาพอากาศนั้น นอกจากจะช่วยตรวจสอบกลิ่นก๊าซเหม็นหรือกลิ่นที่ก่อความรำคาญให้แก่มนุษย์ แล้ว ยังสามารถตรวจสอบกลิ่นที่มนุษย์ไม่สามารถรับรู้และเป็นอันตราย อาทิ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่มาจากท่อไอเสียรถยนต์ หรือตามโรงงานต่างๆ ซึ่งจะมีอันตรายถึงชีวิตถ้าได้รับในปริมาณสูง และสารเคมีระเหย หลายชนิด ซึ่งจะเป็นอันตรายถ้าได้รับอย่าง ต่อเนื่องในระยะยาว

ทั้งนี้ชนิดของก๊าซที่ตรวจวัดได้ขึ้นอยู่กับ ชนิดของเซนเซอร์ที่ติดตั้งไว้ในเครื่องจมูกอิเล็กทรอนิกส์

กลิ่นบางอย่างเป็นพิษและอันตรายต่อร่างกายด้วย ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ ก็เป็นจุดเริ่มต้นในการสร้างจมูกอิเล็กทรอนิกส์ขึ้น

รายการอ้างอิง :
E-Nose จมูกไฮเทคพิสูจน์กลิ่น. กรุงเทพธุรกิจ. ฉบับวันที่ 11 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556.– ( 1242 Views)