จมูกมนุษย์มีข้อจำกัดในการรับรู้กลิ่นหลายประการ จึงเกิดแนวคิดในการจำลองระบบการดมกลิ่นเพื่อเลียนแบบจมูกมนุษย์
ด้วยการสร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า จมูกอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Nose) ขึ้นมา และในปัจจุบันได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้หลายด้าน
เช่น ในอุตสาหกรรมอาหาร ใช้ในการตรวจสอบการเสื่อมสภาพของอาหาร หรือผลิตภัณฑ์อาหาร การปนเปื้อน
หรือความเสียหายที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิต ทางด้านสิ่งแวดล้อม ใช้ตรวจสอบคุณภาพอากาศจากการจำแนกก๊าซมลพิษ
ที่เจือปนในอากาศ เป็นต้น
คณะผู้วิจัย ร่วมกันพัฒนาจมูกอิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาโดยใช้วิธีการวิเคราะห์ส่วนประกอบสำคัญ
(Principle Component Analysis: PCA) ในการประมวลผล การวิเคราะห์วิธีนี้ช่วยเลือกความสำคัญของข้อมูล
โดยสามารถตัดปัจจัยที่มีตัวแปรความชื้นและอุณหภูมิออกไปจากองค์ประกอบที่คำนวณได้ ทำให้ความชื้นและอุณหภูมิไม่มีผลกระทบ
ต่อผลการตรวจสอบกลิ่น จากนั้นทำการสร้างเงื่อนไขหรือขอบเขตในการวิเคราะห์ขึ้นมา เพื่อใช้ในการตัดสินว่ากลิ่นที่กำลังตรวจสอบ
เป็นกลิ่นที่จดจำไว้หรือไม่
ส่วนประกอบพื้นฐานของจมูกอิเล็กทรอนิกส์คือ หัวก๊าซเซนเซอร์ที่มีความไวต่อสารเคมีระเหยแต่ละชนิดต่างกันหลายตัว
เมื่อโมเลกุลของสารเคมีละเหยเกาะกับหัววัด สัญญาณไฟฟ้าในวงจรจะเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากความต้านทานที่เปลี่ยนไปของหัววัด
จากนั้นหน่วยประมวลผลทำการวิเคราะห์สัญญาณ โดยระบบคอมพิวเตอร์จะเก็บข้อมูลจากการทดสอบกับกลิ่นตัวอย่าง
เพื่อกำหนดขอบเขต และทำการบันทึกไว้ เมื่อนำไปใช้งาน ระบบจะหาระยะขจัดของกลิ่นที่นำมาทดสอบจากค่าเฉลี่ยของกลิ่นที่บันทึกไว้
และสรุปว่ากลิ่นที่นำมาทดสอบนั้นเป็นกลิ่นเดียวกับข้อมูลที่เก็บบันทึกไว้หรือไม่
ด้วยเทคนิคการวิเคราะห์นี้ การนำพากลิ่นจะเป็นไปตามลักษณะจำเพาะของกลิ่นเอง ผลการวัดจึงใกล้เคียงสภาพความเป็นจริง
ที่จมูกมนุษย์ได้รับ ทั้งยังช่วยลดความซับซ้อนในการควบคุมการนำพากลิ่นจากระบบปั๊มอีกด้วย
คณะผู้วิจัย
ดร. สิรพัฒน์ ประโทนเทพ และนายรุ่งโรจน์ เมาลานนท์ ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ
ผศ.ดร. ธีรเกียรติ์ เกิดเจริญ และนายไพศาล ดวงจักร์ ณ อยุธยา คณะวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดล