Teknologi AI dan Antarmuka Hidung-Komputer untuk Deteksi Bau

BERKAT kemampuan penciumannya yang luar biasa, anjing digunakan selama ratusan tahun untuk memburu binatang buas dan mencari penjahat. Di bandara, mereka membantu mengidentifikasi bahan peledak dan obat-obatan terlarang. Dalam situasi bencana, mereka dapat menyelamatkan para penyintas dan menemukan sisa-sisa manusia.

Tetapi setiap anjing hanya dapat dilatih untuk mendeteksi satu kelas senyawa bau, yang membatasi jangkauan bau yang dapat dideteksinya. Pelatihan ini menelan biaya puluhan ribu dolar dan memakan waktu beberapa bulan. 

Startup Florida Canaery menggabungkan anjing dengan neuroteknologi untuk memungkinkan mereka mendeteksi segala sesuatu mulai dari bom dan barang selundupan lainnya hingga penyakit manusia dan racun lingkungan, tidak perlu pelatihan khusus.

Baca juga : Peneliti University of Michigan Gunakan AI untuk Terjemahkan Gonggongan Anjing

Perusahaan sedang membangun apa yang disebut antarmuka hidung-komputer untuk memecahkan kode bau yang dicium hewan secara real time. "Seberapa mudah jika Anda hanya perlu menekan tombol dan mengambil sampel uap dan langsung mendapatkan pembacaan?” kata CEO Canaery Gabriel Lavella.

Sejumlah perusahaan, termasuk Neuralink milik Elon Musk, sedang membangun antarmuka otak-komputer untuk manusia. Canaery ingin membawa teknologi yang sama untuk anjing.

Perusahaan bermitra dengan Laboratorium Nasional Lawrence Livermore, bagian dari Departemen Energi AS, untuk mengembangkan susunan yang membaca informasi bau yang diambil dari hewan. Lebih tipis dari selembar kertas tisu dan seukuran seperempat perangko AS, itu ditempatkan di permukaan bola penciuman hewan—pusat penerimaan otak untuk bau. Ketika seekor hewan mencium aroma, neuron menyala di bola penciuman.

Baca juga : PT Nobel Riggindo Samudra Serahkan Bantuan Puluhan Unit Komputer di Sekolah Pelosok Bandung Barat

Ilmuwan Canaery menggunakan tongkat untuk menangkap sampel udara dari empat cawan petri yang berbeda, masing-masing mengandung bau yang berbeda. Tongkat berbunyi bip dan mengirimkan molekul bau melalui tabung ke pod yang menampung tikus yang dilengkapi dengan antarmuka hidung-komputer. 

Beberapa detik setelah hewan mencium baunya, informasi aroma dikirim ke telepon yang berada di atas pod. Aplikasi seluler menampilkan nama senyawa yang dicium hewan, serta skor kualitas yang memperhitungkan akurasi dan konsentrasi molekul.

Saat ini, prototipe tikus Canaery dapat mendeteksi akselerator pembakaran dan bubuk tanpa asap yang digunakan dalam amunisi, serta metamfetamin, kokain, dan fentanil.

Baca juga : DMFI Dorong Pembentukan UU Larangan Perdagangan Daging Anjing dan Kucing

Pada mamalia, hidung dan otak bekerja sama untuk mendeteksi bau. Ketika molekul bau memasuki lubang hidung, mereka berikatan dengan reseptor penciuman. Manusia memiliki sekitar 450 jenis reseptor penciuman, sementara anjing memiliki dua kali lebih banyak. Setiap bau merangsang berbagai kombinasi jenis reseptor, menghasilkan sinyal listrik yang unik. Sinyal itu dikirim ke bola penciuman untuk diproses.

Canaery menggunakan perangkat lunak AI untuk mengenali pola-pola tersebut dan mengaitkannya dengan bau. Setelah menanamkan susunan, para ilmuwan memaparkan hewan tersebut pada bau untuk melatih model AI. Para ilmuwan menyajikan lebih dari dua lusin sampel dari bau yang sama kepada hewan tersebut. Kemudian, hewan itu terpapar bau lagi untuk memvalidasi model AI.

Menguraikan bau bukanlah usaha baru dengan cara apa pun. Para peneliti telah mengerjakan teknologi "e-nose" untuk mendeteksi bau selama 40 tahun terakhir. Perangkat ini menggunakan sensor kimia untuk mengubah molekul bau menjadi sinyal listrik, yang kemudian dianalisis oleh sistem pengenalan pola untuk mengidentifikasi sumber bau. Tetapi perangkat ini secara historis hanya mampu mendeteksi sejumlah kecil bau.

Baca juga : Paris Hilton Mengucapkan Selamat Tinggal kepada Anjing Peliharaan Zuzu

"Hewan dapat melakukan hal-hal yang tidak dapat kita lakukan dengan sensor saat ini, jadi itu adalah cara cerdas untuk mengatasi masalah itu," kata Joel Mainland, seorang peneliti penciuman di Monell Chemical Senses Center, sebuah lembaga penelitian nirlaba di Philadelphia.

Matt Angle, CEO Paradromics yang berbasis di Austin, yang sedang mengembangkan antarmuka otak-komputer untuk manusia, mengatakan bahwa teknologi ini adalah cara pragmatis untuk mendigitalkan bau. 

 "ini memanfaatkan fisiologi penciuman yang sangat sulit direkayasa sambil tetap mendapatkan manfaat dari digitalisasi dan analisis cepat,” ujar Matt Angle. 

Canaery dan kolaboratornya membayangkan semua jenis penggunaan untuk sistem deteksi baunya. 

"Bandara dan bentuk pos pemeriksaan lainnya mungkin merupakan kasus penggunaan yang paling jelas," kata Travis Massey, peneliti antarmuka saraf di Lawrence Livermore. 

Antarmuka hidung-komputer dapat digunakan untuk mengendus orang-orang yang memasuki sekolah, stadion, pusat perbelanjaan, atau taman hiburan—di mana saja di mana sejumlah besar orang berkumpul.

Aplikasi lainnya dapat mencakup mendeteksi spesies invasif, mengidentifikasi bahaya lingkungan, atau mendiagnosis penyakit. Selama pandemi Covid-19, anjing dilatih untuk berhasil mengendus virus corona dalam sampel keringat, air liur, dan urin pasien. 

Penyakit lain, seperti kanker dan penyakit Parkinson, menghasilkan tanda bau unik yang dapat dideteksi oleh anjing pengendus. Jaringan hotel bahkan menggunakan anjing untuk menemukan infestasi kutu busuk.

Antarmuka otak manusia-komputer melibatkan sejumlah risiko, tetapi juga dirancang untuk memulihkan fungsi bagi orang-orang dengan kelumpuhan dan mengobati kondisi medis lainnya. Risiko-risiko itu mungkin dapat diterima oleh orang-orang yang menggunakannya. Antarmuka hidung-komputer Canaery, bagaimanapun, akan ditanamkan pada hewan yang sehat. Pada akhirnya, manfaat dari teknologi harus ditimbang terhadap potensi risiko apa pun bagi sahabat manusia. (Wired/Z-2)