Risiko makanan terkontaminasi jauh lebih besar daripada sekadar perut tidak enak. Organisasi Kesehatan Dunia memperkirakan lebih dari 850 juta orang jatuh sakit setiap tahun setelah makan makanan yang terkontaminasi, dengan lebih dari 1,5 juta kematian per tahun.
Di tengah ancaman itu, para insinyur di University of California, Berkeley, mengembangkan perangkat kecil bernama electric nose. Alat ini dirancang untuk mendeteksi gas yang terkait dengan makanan busuk dan beberapa alergen umum, lalu memberi tanda apakah makanan masih aman atau perlu dihindari.
Menggantikan tebakan manusia dengan sensor
Banyak orang masih mengandalkan indera penciuman untuk menilai kesegaran makanan. Masalahnya, hidung manusia bukan detektor kimia yang andal, sehingga makanan yang tampak atau tercium normal tetap bisa berbahaya.
Carla Bassil, insinyur listrik di UC Berkeley dan penulis utama studi, mengatakan teknologi ini cocok diterapkan pada kulkas pintar yang bisa memberi peringatan saat makanan hampir rusak. Ia membayangkan kulkas yang bisa memberi tahu kapan brokoli harus segera dimakan atau kapan ayam tinggal menyisakan satu hari lagi.
| Komponen | Detail | Fungsi |
|---|---|---|
| 16 sensor | Masing-masing sensitif terhadap campuran gas yang berbeda | Membaca sinyal kimia dari makanan |
| Machine learning | Melatih sistem mengenali 16 produk makanan | Menentukan apakah makanan aman atau perlu dihindari |
| Carbon nanotubes | Berbasis semikonduktor dan bekerja pada suhu ruang | Mendukung desain yang lebih sederhana dan ringan |
Akurasi hampir 93 persen dalam pengujian awal
Electric nose itu memakai 16 sensor dengan lapisan film berbeda, dan tiap sensor mengubah reaksi kimia antara permukaan sensor dan molekul gas menjadi sinyal listrik. Tim peneliti kemudian memakai machine learning untuk melatih sistem mengenali 16 produk makanan berbeda.
Hasilnya, sistem tersebut mencapai akurasi prediksi keseluruhan hampir 93 persen. Objek uji yang digunakan mencakup buah, alergen kacang umum seperti walnut dan peanut, serta sampel ayam mentah, susu, dan telur yang dibiarkan di luar kulkas selama 24 hingga 48 jam.
Lebih sederhana dibuat, tetapi belum siap untuk skenario rumit
Tim peneliti menyebut perangkat ini menawarkan keunggulan dibanding sistem deteksi gas satu chip lain yang biasanya hanya memakai 2 hingga 10 sensor. Salah satu kelebihannya, alat ini bekerja pada suhu ruang berkat semikonduktor dari carbon nanotubes.
Material itu dipilih karena memiliki luas permukaan tinggi, kuat, dan ringan. Proses pembuatannya juga relatif sederhana karena memakai teknik drop casting, yakni meneteskan larutan berisi nanopartikel ke chip, lalu membilas dan mengeringkannya dengan aliran nitrogen.
Bassil mengatakan keunggulan utamanya ada pada skala produksi. “Aspek yang benar-benar dapat diskalakan dari electronic nose saya adalah kami bisa menggunakan berbagai jenis bahan sensor sambil menempatkannya dalam satu langkah,” ujarnya.
Meski menjanjikan, alat ini belum diuji dalam kondisi yang lebih kompleks. Perangkat tersebut memang mampu mendeteksi 0,05 gram walnut murni, tetapi tantangan seperti mendeteksi kacang di dalam kue atau menemukan satu makanan busuk di kulkas penuh isi masih jauh lebih sulit.
Potensi ke kulkas pintar dan aplikasi ponsel
Para peneliti sedang mengembangkan versi portabel yang bisa tersambung ke aplikasi smartphone. Dalam skenario yang dibayangkan, pelanggan restoran dapat menggesekkan alat ini ke sushi atau makanan lain untuk memeriksa keamanan sebelum makan.
Biaya perangkat ini dan kemungkinan penggunaannya di wilayah dengan sumber daya terbatas masih belum jelas. Masalah seperti kurangnya pendinginan, air yang terkontaminasi, dan listrik yang tidak stabil juga tetap menjadi faktor besar penyebab penyakit bawaan makanan.
Di luar sektor pangan, tim peneliti melihat peluang penggunaan yang lebih luas. Teknologi ini disebut bisa dikembangkan untuk biometrik dan pemantauan aroma tubuh, mirip cara anjing pendeteksi diabetes membantu membaca kondisi kesehatan manusia.
Bassil menilai kemajuan machine learning telah mengubah arah teknologi sensor. Menurutnya, kemajuan dalam pengenalan pola dan kemudahan penggunaan membuka peluang untuk merancang sensor yang disesuaikan dengan kebutuhan aplikasi tertentu.
