Inspirándose en los mecanismos neuronales que utilizan los insectos para
procesar los olores, un equipo de investigadores europeos ha creado un sistema
que propiciará el desarrollo de un olfato robótico portátil, rentable y
funcional. Para ello se basa en una red neuromórfica que funciona con un
hardware capaz de recibir información en tiempo real desde sensores de gas
eléctricos. El dispositivo se podrá aplicar a sectores tan diversos como la
agricultura, la medicina o el estilo de vida.
El sistema olfativo de los animales es fundamental en tareas esenciales, como orientarse, alimentarse, aparearse y defenderse. Inspirándose en este enfoque biológico, investigadores europeos quieren mejorar la tecnología de las denominadas narices electrónicas, dispositivos con una habilidad muy aguda para el olfato. Sin embargo, a diferencia de estudios anteriores, el reto será aumentar la precisión y velocidad en la detección e identificación de olores.
Tecnología bioinspirada
El equipo utilizó sensores de gas electrónicos para realizar sus pruebas, consiguiendo un hallazgo inesperado. Mediante técnicas de procesamiento de señales inspiradas en la naturaleza, lograron ampliar la señal de los señores a un nivel lo suficientemente elevado como para distinguir variaciones en las concentraciones de gas a causa de la turbulencia.
Como explica Schmuker, la turbulencia es “un fenómeno ubicuo en la detección de gas y las variaciones en las concentraciones de gas inducidas por este fenómeno esconden una enorme cantidad de información”. Aunque se trata de un proceso conocido, hasta ahora se pensaba que para detectarlo se necesitaban sensores rápidos y sofisticados, teoría que han desmontado los investigadores europeos con el uso de sensores baratos ya disponibles en el mercado.
La clave es el uso de un método de procesamiento de señales adecuado, inspirado en mecanismos neuronales. Al igual que las neuronas intercambian información mediante impulsos cortos de actividad denominados picos, el proyecto emplea hardware neuromórfico especializado para acelerar la computación de picos y modelizar los circuitos encefálicos con gran precisión y sin perder eficacia.
El modo en el que el encéfalo de los insectos procesa los olores sirve como modelo para la red de clasificación. Los datos de entrada (las lecturas de los sensores) se codifican en receptores olfativos virtuales y, a continuación, se procesan en una red modelada rigurosamente conforme a un componente del sistema olfativo de los insectos, el lóbulo antenal. Este es un paso fundamental para reconocer adecuadamente los olores.
El proyecto se valió de dos sistemas de hardware neuromórficos perfectamente operativos, en los que se instalaron con éxito las redes de reconocimiento de olores.
El equipo utilizó sensores de gas electrónicos para realizar sus pruebas, consiguiendo un hallazgo inesperado. Mediante técnicas de procesamiento de señales inspiradas en la naturaleza, lograron ampliar la señal de los señores a un nivel lo suficientemente elevado como para distinguir variaciones en las concentraciones de gas a causa de la turbulencia.
Como explica Schmuker, la turbulencia es “un fenómeno ubicuo en la detección de gas y las variaciones en las concentraciones de gas inducidas por este fenómeno esconden una enorme cantidad de información”. Aunque se trata de un proceso conocido, hasta ahora se pensaba que para detectarlo se necesitaban sensores rápidos y sofisticados, teoría que han desmontado los investigadores europeos con el uso de sensores baratos ya disponibles en el mercado.
La clave es el uso de un método de procesamiento de señales adecuado, inspirado en mecanismos neuronales. Al igual que las neuronas intercambian información mediante impulsos cortos de actividad denominados picos, el proyecto emplea hardware neuromórfico especializado para acelerar la computación de picos y modelizar los circuitos encefálicos con gran precisión y sin perder eficacia.
El modo en el que el encéfalo de los insectos procesa los olores sirve como modelo para la red de clasificación. Los datos de entrada (las lecturas de los sensores) se codifican en receptores olfativos virtuales y, a continuación, se procesan en una red modelada rigurosamente conforme a un componente del sistema olfativo de los insectos, el lóbulo antenal. Este es un paso fundamental para reconocer adecuadamente los olores.
El proyecto se valió de dos sistemas de hardware neuromórficos perfectamente operativos, en los que se instalaron con éxito las redes de reconocimiento de olores.
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