E-tongue หรือลิ้นอิเล็กทรอนิกส์คืออะไร….

E-tongue : ลิ้นอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องตรวจสารพิษในสิ่งแวดล้อมเลียนแบบประสาทสัมผัสรับรสของมนุษย์ (E-tongue)
คือ ลิ้นอิเล็กทรอนิกส์ มีคุณสมบัติคล้ายกับลิ้นของมนุษย์ ซึ่งสามารถรับรู้รสชาติของอาหาร หรือส่วนผสมของอาหารได้อย่างแม่นยำ ด้วยการใช้ขั้นไฟฟ้าขนาดเล็กหลายขั้ว ที่มีความไวต่อรสชาติ และทำปฏิกิริยาต่อสารเคมีที่แตกต่างกัน ทำหน้าที่คล้ายกับต่อมรับรสภายใต้ลิ้นของมนุษย์

เครื่องตรวจสารพิษในสิ่งแวดล้อม เลียนแบบประสาทสัมผัสรับรสของมนุษย์ (E-tongue)

คณะนักวิจัยของวิทยาลัยนาโนเทคโนโลยีพระจอมเกล้าลาดกระบัง ร่วมกับศูนย์เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ สวทช.  ได้พัฒนาระบบเซ็นเซอร์เพื่อตรวจวัดสารเคมีทั้งในรูปของของเหลว โดยใช้หลักการซึ่งเลียนแบบการทำงานของประสัมผัสรับรสของมนุษย์ในรูปแบบของ Electronic Tongue  เพื่อใช้ตรวจสารพิษในน้ำหลักการทำงานระบบเซ็นเซอร์นี้แตกต่างจากเซ็นเซอร์ตรวจจับสารเคมีโดยทั่วไป ซึ่งต้องการวัดสารเคมีชนิดหนึ่งชนิดใดอย่างจำเพาะเจาะจงและแม่นยำ  ทำให้ต้นทุนการผลิตเซ็นเซอร์เหล่านี้มีมูลค่าสูงและเป็นไปได้ยากสำหรับการเฝ้าระวังความปลอดภัยของสิ่งแวดล้อมสิ่งมีสารเคมีหลากหลายและสารที่ไม่สามารถระบุชนิดได้จำนวนมาก  ในขณะการทำงานของสมองมนุษย์หรือสัตว์ เช่น สุนัข จะแยกแยะกลิ่นหรือรสแปลกปลอมเชิงคุณภาพเท่านั้น โดยการจำแนกลักษณะแพทเทิร์น (pattern) เช่น เปรี้ยว หวาน หอม โดยมีเซลล์ประสาทสัมผัสชนิดต่างๆเพื่อรับรู้กลิ่นรสของ
สารต่างๆกันไป  การเลียนแบบการทำงานของสมองมนุษย์นี้อาศัยระบบวิเคราะห์ทางสถิติที่เรียกว่า Principal Component Analysis หรือ PCA  ซึ่งเป็นการประมวลผลจำแนกลักษณะแพทเทิร์นของของเหลวที่ต้องการวัด จากเซ็นเซอร์หลายชนิดซึ่งทำการวัดสารนั้นพร้อมๆกัน ซึ่งเซ็นเซอร์เหล่านี้ทำงานคล้ายเซลล์ประสาทชนิดต่างๆ และแปลงสัญญาณการตอบสนองเป็นสัญญาณไฟฟ้า เพื่อนำมาประมวลผล เปรียบเทียบกับฐานข้อมูลของลักษณะ
แพทเทิร์นที่ได้เก็บข้อมูลไว้ก่อน เช่น ข้อมูลของน้ำดีและน้ำเสีย ผลการทดสอบการทำงานเบื้องต้นของการวิเคราะห์สารเคมีในน้ำในเบื้องต้นด้วยเครื่องตรวจสภาพน้ำนี้ ซึ่งอาศัยที่ทำงานด้วยหลักการทางไฟฟ้าเคมี พบว่า สามารถแยกแยะไอออนเจือปนในน้ำทั้งไอออนบวก (เช่น โซเดียม โพแตสเซียม) และไอออนลบ (เช่น ไนเตรต และซัลเฟล) ได้ดี อีกทั้งยังสามารถบ่งชี้ระดับความเข้มข้นมากน้อยในเชิงคุณภาพได้อีกด้วย  ในการทดสอบอุปกรณ์นี้สำหรับวัดปุ๋ยในน้ำพบว่า สามารถบ่งบอกระดับความเข้มข้นของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสได้ตรงกับเครื่องมือมาตรฐาน