VOX HUMANA

Odcinek 2. Detektory

Czy można poznawać świat sztucznymi zmysłami?

 

W jakich czynnościach codzinnych, przemysłowych, naukowych wyręczą nas czujniki i sensory?

 

Sztuczne zmysły są dziś wszędzie. Nad drzwiami hoteli i supermarketów jako fotokomórki i inne czujniki , które wykrywają nasze podejście do drzwi. Wydają polecenie otwarcia wejścia do sklepu. Do ochrony przed złodziejami na opakowaniach towarów umieszczane są niewielkie paski. Detektor to urządzenie, które wykrywa jakąś zmianę np. pola magnetycznego, odbicia ultradźwięków, promieni Roentgena w urządzeniu do tomografii.

 

Większość detektorów i jest tworzona na zastosowań praktycznych w różnych gałęziach gospodarki. W laboratorium Zakładu Mikroinżynierii i Fotowoltaiki Wydziału Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej trwają prace nad kilkoma urządzeniami, na które już czekają specjaliści.

 

 Jak relacjonuję dr inż. Rafał Walczak z Politechniki Wrocławskiej naukowcy pracują dziś m.in. nad detektorami kokainy na potrzeby kontroli drogowych, przenośnymi detektorami dla lekarzy, które podczas wizyty z próbki krwi lub śliny będą w stanie precyzyjnie określić jakiego szczepu bakteria znajduje sie w organizmie pacjenta. Najbardziej zaawansowane technologicznie detektory powstają na potrzeby hodowców zwierząt. Będą to urządzenia, które w bezpośredni sposób zwiększą konkurencyjność polskich firm na rynku europejskim, gdyż potrafią wykryć jakość materiału genetycznego lub wychwycić wady genetyczne zwierzęcia na etapie niezapłodnionej komórki jajowej lub wczesnego etapu rozwoju embrionu. Przez ten fakt polscy hodowcy będą mogli hodować wyłącznie zdrowe zwierzęta.

 

W świecie zwierząt i roślin lotne związki chemiczne służą do przekazywania najważniejszych informacji życiowych. Unoszące się w powietrzu substancję to cenne źródło informacji, jednak wciąż niedocenione przez człowieka, ze względu na brak odpowiednio czułych urządzeń receptywnych. Stosowane czujniki gazów jako pojedyncze detektory, już nie wystarczają. Obecnie naukowcy pracują nad bardziej skomplikowanymi zestawami pomiarowymi, zwanymi matrycami.

 

Dzięki takiej matrycy czujnikowej oraz specjalnemu programowi komputerowemu możemy zobaczyć zapach pomarańczy, piwa, czy perfum. Każdy z tych produktów charakteryzuje się specyficznym wzorcem lub obrazem, dzięki czemu możemy te substancje wykrywać, a jednocześnie rozróżniać między sobą. Zestaw czujników nie jest problemem. Ich czułość jest coraz lepsza. Najważniejsze jest zrozumienie informacji, które otrzymujemy. Co oznaczają pojawiające się wykresy obrazy? Elektroniczne nosy mogą być stosowane w przemyśle spożywczym do kontroli jakości produktów, np. przemysłu mleczarskiego. Duże nadzieje z tymi urządzeniami wiąże się w diagnostyce medycznej, ponieważ niektóre choroby powodują emisję do powietrza atmosferycznego charakterystycznych związków na podstawie których możemy te choroby wykrywać. Przykładowo osoby chore na cukrzycę wydzielają do powietrza atmosferycznego ketony, które mogą być zmierzone za pomocą tego typu urządzeń. Elektroniczne nosy stosowane są do poszukiwania materiałów wybuchowych, a także narkotyków. W ochronie środowiska mogą być one stosowane do kontroli jakości powietrza wewnętrznego. Farby, lakiery powodują, że w naszych pomieszczeniach znajduje się duża ilość substancji chemicznych, które szkodliwie działają na nasze zdrowie, na naszą wydajność pracy, a także na samopoczucie. Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej wykonują próbne pomiary powietrza w przewodach klimatyzacyjnych, poszukując grzybów i bakterii chorobotwórczych, które są zmorą sal operacyjnych.

 

Bardzo ambitnego przedsięwzięcia podjęli się naukowcy z Wojskowej Akademii Technicznej i firmy Vigo System SA. Pracują nad najnowocześniejszymi detektorami podczerwieni , nie wymagającymi chłodzenia azotem , co jest jak dotychczas standardem. Wymaga to ogromnego zaangażowania sił naukowych i środków, jednak przyszłe zastosowania warte są tego wysiłku. Amerykańska Agencja Przestrzeni Kosmicznej NASA już kontraktuje detektory polskich naukowców do budowy urządzeń, które w przyszłym roku zostaną wysłane na Marsa. Ponad to wykorzystywane są one budowy bardzo zaawansowanych urządzeń badawczych, ultraczułych analizatorów gazów, dla celów przemysłowych, a także wojskowych.