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文/林麗美

電腦與數位科技的發達,將人類感官中的「視覺」科技與「聽覺」科技,發揮得淋漓盡致。如利用現代高解析度視覺科技,將虛擬的水族館或一幅風景照投射在牆上,簡直讓人真假莫辨。還有,現在的「環場音效系統」,可以忠實地將原音傳達出來,讓人有置身其境的真實感覺。只是,另一個重要的感官「嗅覺」,長久以來好像被科學家忽視,一般人也沒聽過什麼「嗅覺科技」,其實嗅覺科技正在萌芽,商機無限。

人工鼻超精準 功能多

嗅覺除了利用鼻子分辨香、臭等味道之外,還會有什麼用途?從動物想起,大家比較熟悉的是獵犬,狗兒的鼻子,可以幫助獵人尋找獵物、可以幫助緝毒小組搜出毒品或捉到犯人。其實,鼻子最靈的並不是狗兒,根據科學家的實驗,魚兒的鼻子更厲害,在湖邊餵過魚的人都有經驗,無論你站在湖的那一邊丟食物,魚兒都用最快的速度蜂擁而上,群聚爭食,想想,一小糰的麥包屑,經過一湖水的稀釋,僅存的味道可能只氣若游絲,水中的魚兒竟然聞辨得出來,魚的嗅覺真不是蓋的吧!

嗅覺可以用來做什麼事?什麼是嗅覺科技?過去科學家發明的「人工鼻」或叫做「電子鼻」,只能用來分辨單一的氣味。最新科技做出來的人工鼻,不但精準、而且還多功能,例如酒窖的酒是不是餿掉了?也可以用來控管食物的品質或用來偵測機場的爆破物。

人類的嗅覺接收系統,是由成千上萬的嗅覺細胞組成的,可以辨識千萬種氣味。現代人工鼻,則是用一連串的不同的聚合物薄膜組成,這些薄膜導電後,可以同時「接收」三百至四百種的化合物質的訊息,並一一將它們辨識出來。也有科學家不用聚合物薄膜,而是用「有機半導體」替代,這種薄膜電晶體對味道特別敏感,原因是它對分子結構的改變很敏銳,不同材料做成的電晶體,對不同化學物質會有不同的反應,例如,只要用五種不同的有機電晶體做成的感測器,就可以分辨出一瓶酒到底是壞了、還是氧化了。

生產成本低 市場潛力足

這種有機電晶體,不只是可以神奇地辨識味道,最大的優勢是可以很便宜地製造出來。它只要用一種特殊的噴墨印表機,就可以將有機半導體印製出來,如此一來,大大地降低生產成本,就有搞頭了。科學家認為,有一天,這種人工鼻,將會便宜到能安裝在每一個藥袋或食物容器中,萬一食物或藥物快變質或已壞掉了,使用者可以很容易地發現。不過,這個目標據估計,可能還要五年才能達到,等到有機半導體的價格,降到每個一塊美元以下,才有可能實現。

這種便宜人工鼻的潛力,不只是在辨識那些化合物質,現在已有科學家在研究,試圖透過軟體程式,讓人工鼻學習各種細菌的味道,好讓它們以後可以正確地指出細菌的種類,包括可以奪走一個健康生命的「超級細菌」「MRSA(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)。據調查顯示,每年至少有一千個美國人死於MRSA感染的病,大約二五%至三十%的人,鼻腔中都生長著這種病菌,在健康人的皮膚上,也經常發現,有時還會進入人體內而引起感染。

英國伯明罕醫院的一位外科醫師,就對此特別有興趣,他發現在開刀房時,病人患處的膿瘡或潰瘍,會發出明顯的不同味道,他正在往這個方向研究,希望能做出可以辨識不同細菌的人工鼻。這並不是一個簡單的任務,訓練電腦記憶各種細菌的味道,必須一個個分離出來,讓電腦一個個記憶,研究的科學家發現,在做過一百五十個樣品之後,人工鼻辨識出MRSA細菌的準確率,已能達到九六%了。

現在,人工鼻的研究團隊,已經將範圍擴大到其他細菌的偵測了,例如,「退伍軍人病菌」就是重點之一,「退伍軍人病症」是由退伍軍人病菌(Legionellae)引起,(一九七六年美國費城召開的退伍軍人大會時、引致肺炎爆發而得名。)退伍軍人病菌,常見於大自然環境中,能於供水系統中滋生,如冷熱水缸、冷卻水塔、按摩池、噴水池及呼吸道醫療器材等,會透過空氣中受該菌污染的水點或霧氣而傳染,台灣也發生過這個問題。未來人工鼻的開發如果成功,可以安裝在醫院的通風系統或水塔,防止退伍軍人病菌的感染。

透過嗅覺辨識 可淘汰癌細胞

更有企圖心的研究,是希望透過嗅覺的辨識,來發現潛伏在病人體內的癌症細胞。紐澤西一個研究機構,正在設計一種類似酒精測試器的儀器,來偵測肺癌,稱做「集氣儀」,目前,這個儀器已經得到美國食品與藥物管理局(FDA)的認證,可用來偵測心臟移植病人體內的排斥性,研究單位有信心,未來可以用來偵測乳癌與肺炎。

人工鼻偵測癌細胞的原理,是利用人類的呼吸,病人對著人工鼻呼吸二分鐘,人工鼻中的吸氣器,就會自動捉取其中的有機物質,這種物質存在人體的血管中,再透過呼吸微量吐出來。之後,再用「氣體比對版」與周圍空氣做比較。初步的研究發現,病人吐出來的有機物質中,有二十二種混合在一起,可正確判斷肺癌的第一期徵兆。如果這種人工鼻能開發成功,可以降低肺癌的死亡率。肺癌如能在早期就發現,有八十%可以多活五年。

人工鼻的用途多多,它也能釋出各種味道,來撫慰病人脆弱的心靈。醫療人員還用來治療精神受創的病人,例如,像從戰場回來、心理始終無法適應的軍人,越戰、兩伊戰爭結束後,很多美國士兵產生適應困難的症狀,美國的心理學家利用虛擬實境的技術,製造出與戰場一模一樣的各種場景,還要加上血腥難聞的味道,讓病人一次一次地再感受戰場的刺激,增強病人適應與接受的能力。這也是人工鼻可以發揮所長之處。

賣味道 也有賺不完的錢

其他如對壓力很大的病人,可以用讓人減壓的咖啡香或各種香精的味道,達到讓病人放鬆、紓解壓力的目的。也可以用人工鼻來偵測災難現場,協助搶救災民,像台灣的九二一大地震、東南亞的大海嘯或美國卡翠娜颶風的大災難,就可以用人工鼻來偵測活人的氣味,多救出一些陷於水深火熱的受難者。

有些科學家則將人工鼻的研究重心,放在氣味的合成,還要可以用電腦來控制生產,如果這個夢想,有一天能實現,以後利用網路傳送芳香「伊媚兒」的夢想,就能成真了。嗅覺科技是不是潛力無窮?單是氣味的搜集與合成,就是一個大生意,未來賣香水味道、賣大自然與叢林的味道、賣有能量植物的氣味……,就有賺不完的錢。

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