Laboratorium na nadgarstku? To nie science-fiction, to technologia za 40 złotych

Znasz to uczucie? Musisz sprawdzić poziom cukru, więc wyciągasz nakłuwiacz, bierzesz fiolkę i... przygotowujesz się na małe ukłucie w palec. Niby proste, ale umówmy się – mało komfortowe. A gdyby tak cały proces przenieść do Twojego smartwatcha?

Naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge właśnie pracują nad czymś, co brzmi jak technologiczny Święty Graal. Chodzi o mikroskopijny chip, który za grosze dostarczy Ci precyzję profesjonalnego laboratorium prosto na Twoje urządzenie noszone.

O co w tym wszystkim chodzi?

Żeby zrozumieć powagę sytuacji, musimy pogadać o spektrometrach.

Brzmi skomplikowanie? Spokojnie. W uproszczeniu: spektrometr to urządzenie, które „strzela” światłem w próbkę i patrzy, jak to światło reaguje. Analizując te zmiany, maszyna potrafi powiedzieć dokładnie, co jest w środku – czy to cukier we krwi, kofeina w kawie, czy rodzaj plastiku w Twoim kubku.

Do tej pory problem polegał na tym, że miałeś wybór: albo masz wielką, drogą maszynę stojącą w laboratorium, albo mały gadżet, który podaje wyniki „na oko”. Nie dało się połączyć miniaturowego rozmiaru z laboratoryjną dokładnością.

Aż do teraz.

Matematyka, która oszukuje fizykę

Zespół z Cambridge (wraz ze swoim startupem GlitterinTech) nie próbował po prostu zbudować mniejszego spektrometru. Oni wymyślili go na nowo.

Zamiast budować skomplikowane mechanizmy rozszczepiające światło na tęczę (co zajmuje mnóstwo miejsca), naukowcy użyli sprytnego triku matematycznego zwanego konwolucją (splotem). Dzięki połączeniu miniaturowych komponentów optycznych z zaawansowanymi algorytmami, stworzyli sensor, który jest tani, malutki i – co najciekawsze – dokładniejszy niż niektóre wielkie urządzenia laboratoryjne.

Cały ten „mózg” urządzenia mieści się na krzemowym chipie, którego koszt produkcji jest mniej więcej taki, jak cena jednej dobrej kawy w kawiarni.

Dlaczego to zmieni Twój świat?

To nie jest zabawka dla geeków. To technologia, która może realnie zmienić nasze życie w kilku obszarach:

• Rewolucja w zdrowiu: Badacze testowali to na ludzkich biomarkerach. Potrafili zmierzyć poziom alkoholu czy mleczanu we krwi. Ale najważniejsze: wytyczyli drogę do bezbolesnego mierzenia cukru. Wyobraź sobie, że sprawdzasz poziom glukozy, po prostu patrząc na zegarek. Żadnych igieł, żadnego bólu.
• Bezpieczeństwo jedzenia: Wyobraź sobie aplikację w telefonie, która skanuje Twoje jedzenie i mówi: „Uwaga, w tej herbacie jest zanieczyszczenie” albo „To jest czysty produkt wysokiej jakości”.
• Ekologia: Tanie czujniki mogłyby w czasie rzeczywistym monitorować jakość wody w rzece lub poziom smogu w Twoim mieście.

Moim zdaniem: Przyszłość jest mikroskopijna

Dla mnie ten projekt to genialny przykład na to, że sprytna matematyka potrafi pokonać wielkie, ciężkie maszyny. Często myślimy, że aby uzyskać lepsze wyniki, potrzebujemy większego sprzętu i więcej metalu. Cambridge udowadnia, że czasem rozwiązaniem nie jest większa obudowa, ale po prostu lepszy algorytm.

Czy już jutro zapomnimy o nakłuwaniu palców? Jeszcze nie. Technologia musi przejść jeszcze sporo testów, by stać się standardem medycznym. Ale fundamenty są już położone, a koszt produkcji jest śmiesznie niski.

Źródło: ScienceDaily