O sentido do olfato é mais do que apenas uma experiência agradável; desempenha um papel vital nas nossas vidas, desde garantir a segurança alimentar até à deteção de perigos ambientais e auxiliar em diagnósticos médicos. O olfato artificial, que visa imitar esta capacidade crucial, tem um imenso potencial para diversas aplicações, mas enfrenta um obstáculo importante: replicar com precisão a complexidade do nariz humano. Agora, pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência de Materiais (NIMS) estão lançando luz sobre como os sensores químicos detectam odores, levando-nos um passo mais perto dos narizes artificiais práticos.
O desafio reside na criação de sensores químicos sensíveis o suficiente para identificar e diferenciar inúmeras moléculas de odor – uma tarefa semelhante a decifrar um código complexo. As abordagens tradicionais dependiam de algoritmos de IA para classificar cheiros com base nas respostas dos sensores, mas sem entender por que a IA fazia certas conexões. Esta natureza de “caixa preta” impediu o desenvolvimento de narizes artificiais verdadeiramente eficazes.
Digite AI explicável (XAI). Ao visualizar em quais pontos de dados a IA se baseia para diferenciar odores, o XAI atua como um detetive, revelando a lógica subjacente às suas decisões. Aplicado a uma série de 94 moléculas odoríferas e 14 materiais de sensores diferentes, o XAI iluminou como os receptores químicos específicos dentro desses sensores respondem a vários cheiros.
Os resultados foram surpreendentes: as principais características que desencadearam a identificação variaram dependendo da combinação de molécula e receptor. Por exemplo, compostos aromáticos ativaram receptores contendo anéis aromáticos, destacando um princípio fundamental no reconhecimento olfativo. Esta descoberta abre caminho para a concepção de sensores adaptados a moléculas-alvo específicas – como a identificação de vestígios de gases perigosos ou mesmo a detecção de diferenças subtis entre variedades de alimentos.
Além das aplicações práticas, os insights do XAI oferecem uma janela para as complexidades do próprio olfato humano. Ao espelhar o funcionamento dos nossos próprios narizes a nível molecular, esta investigação poderá desvendar mistérios fundamentais sobre como percebemos e distinguimos cheiros.
Esta descoberta promete acelerar o desenvolvimento de poderosos sistemas de olfato artificial, inaugurando uma era em que a tecnologia pode “cheirar” com precisão o seu caminho através de desafios cada vez mais complexos – desde a garantia da segurança alimentar até à revolução dos diagnósticos médicos.
