Vi skal bruge: En mannequindukke, et frøæg, en lugte-receptor fra en bananflue, en forstærker og en elektrisk motor. Det kunne lyde som planen til et genialt kup i en Olsen banden-film, men det er det ikke.
Det er tværtimod japanske robotforskeres opskrift på, hvordan man udstyrer en mekanisk robot med en vaskeægte lugtesans med hjælp fra levende teknologi, nemlig frøæg gensplejset med lugte-receptorer fra enten bananfluer eller silkesommerfugle.
Og voila: Så har man en robot, som ryster på hovedet, når der er duft af hunsommerfugle eller duft af rådne bananer i luften. (Se videoklippet nederst i artiklen).
»Der er sket store fremskridt i robotteknologien de seneste år, hvor det blandt andet er lykkedes at skabe robotter med eksempelvis syns-, høre- og følesans. Nu kunne det tyde på, at vi også har fået et gennembrud, når det drejer sig om at give robotter evnen til at lugte,« siger Kasper Støy.
Han er lektor ved Syddansk Universitet med speciale i kunstig intelligens og robotteknologi. Nyheden offentliggøres i dag i det videnskabelige tidsskrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
Inspireret fra naturens verden
I skabelsen af den kunstige næse har de japanske forskere lukreret på den viden, som man har høstet indenfor den biologiske grundforskning de seneste ti år:
Forskerne har med gensplejsning udstyret ægceller fra sporefrøer med de lugte-receptorer, som bananfluer og silkesommerfugle bruger til at få færden af henholdsvis rådden frugt eller det duftstof, som en hunsommerfugl udsender for at tiltrække en hansommerfugl. Som i fagsprog kaldes for feromoner og mere populært for kærlighedshormoner.
Når duftstofferne binder sig til lugtereceptorer på overfladen af de gensplejsede frøæg, bliver der åbnet for en ionkanal, så ioner strømmer ind i cellen. Med den begivenhed sker der en ændring af cellens elektriske potentiale og ægcellen skaber en strøm. Ved at stikke to elektroder ind i den én millimeter store frøæg, er det altså lykkedes for de japanske forskere at høste og forstærke den strøm.
Ad den vej har forskerne lavet en kunstig supernæse, som kan spore helt specifikke duftmolekyler i luften.
For at vise opdagelsens værd, udstyrede de en mekanisk mannequindukke med den kunstige næse bestående af mange ægceller, og sprøjtede forskellige dufte på væskeform ind i mannequindukkens næsebor.
Elektroderne fra frøæggene var koblet til en mekanisk motor med en forstærker som mellemstation.
Det virker: Når mannequindukken bliver fodret med en væske som enten indeholder feromoner eller de alkoholiske duftstoffer fra rådden frugt, begynder robotten at ryste på hovedet.
Man kunne godt forestille sig robotnæsen som en sladrehank på køleskabe, der kunne advare, når varerne havde overskredet sidste udløbsdato
Kasper Støy
»Vi er ret sikre på, at det er det første eksempel i verden, hvor det er lykkedes med hjælp fra levende teknologi at udstyre en robot med en sans,« skriver den japanske robotforsker Shoji Takeuchi fra University of Tokyo, som har stået i spidsen for det aktuelle arbejde, i en e-mail til videnskab.dk. Se en demonstration af robotten, der kan lugte
Fremtidens svar på sporhunde
Biolog og robotforsker, Jakob Christensen-Dalsgaard fra Biologisk Institut på Syddansk Universitet kalder det for en elegant måde at skabe teknologisk spin-off fra biologisk grundforskning, og ser et stort potentiale i den nye opfindelse. Robotter med lugtesans kan måske blive fremtidens svar på sporhunde. »Man kunne godt forestille sig, at man kunne manipulere med duftreceptorerne, så de for eksempel kunne genkende sporstoffer fra eksplosive stoffer som TNT. Så kunne robotter med supernæse afløse sporhunde ved grænseovergange og lufthavne, og ryste på hovedet, når en kuffert fyldt med sprængstoffer passerede deres kunstige næser,« siger Jakob Christensen-Dalsgaard.
Men robotnæsen ville måske også kunne tjene et formål i sin nuværende form. For eksempel kunne den bruges til at advare en grønthandler, hvis han ligger inde med rådden frugt.
»Det er fremtidsmusik, men man kunne også godt forestille sig robotnæsen som en sladrehank på køleskabe, der kunne advare, når varerne havde overskredet sidste udløbsdato,« spekulerer Kasper Støy.
Begrænset levetid
Robotter med supernæse kunne måske afløse sporhunde ved grænseovergange og lufthavne
Jakob Christensen-Dalsgaard
Men teknologien har også en begrænsning. For som med alt levende materiale, så har frøæggene en begrænset levetid, og i dens nuværende form kan de kun virke i cirka tolv timer.
»Der vil nok gå nogle år, før vi vil se det anvendt, og det står og falder med, om man kan lykkes med at forlænge æggenes levetid,« siger Jakob Christensen-Dalsgaard.
Shoji Takeuchi, som står bag skabelsen af den kunstige næse, er fortrøstningsfuld, og knytter håb til, at man bliver bedre og bedre til at forlænge levetiden af levende celler.
»For eksempel kunne man forestille sig, at man kunne konservere frøæggene i en opløsning rig på sukker, som måske kunne forlænge deres levetid,« siger Shoji Takeuchi.
Husk at fodre din robot
Og måske skal man ifølge Kasper Støy også vænne sig til en helt ny tankegang, når man er i nærkontakt med robotter: At fodre dem løbende i samme stil, som når vi fodrer vores mobiltelefoner med strøm fra tid til anden.
En ting er sikkert: En ny type robotter er født, hvor levende celler giver dem en ny sans. Men hvad skal barnet hedde?
En hurtig brainstorm blandt de tre robotforskere gav følgende forslag: En biohybrid robot, en bionisk robot, en biobot eller en cyborg. Hvad stemmer du for eller har du et bedre forslag?
