Wo liegen die Schwierigkeiten bei der Digitalisierung von Körpergerüchen?
Cuniberti: Erschwerend war, dass die Messtechnologie bis vor Kurzem generell noch nicht weit genug entwickelt war. Die Forschungen mit Nanomaterialien ermöglichten erst in den letzten fünf Jahren große Fortschritte auf diesem Gebiet, und das zurzeit nur im Labor. Hinzu kommt, dass die Welt der Gerüche sehr viel komplexer ausfällt als zum Beispiel die Welt der Farben. Farben bestehen aus drei Elementarfarben (RGB) und lassen sich so unterscheiden. Ein Geruch basiert dagegen auf sehr vielen unterschiedlichen Duftmolekülen, die mit Rezeptoren in der Nase eine zusammengesetzte Nervenreaktion auslösen, die unser Gehirn dann für uns analysiert. Durch die Bindung kommt es zur Bildung eines elektrischen Signals. Jeder Geruch führt zu unterschiedlichen Nervenreaktionen. Kombiniert ergeben die elektrischen Signale der 350 unterschiedlichen Rezeptortypen etwa 10.000 Gerüche, die wir unterscheiden können. Wir können diese Daten zu den menschlichen Sinneseindrücken zwar sammeln, aber ohne entsprechende Geräte, die vergleichbare Analysen durchführen können, bringen sie uns nicht weiter bei der Digitalisierung von Körpergerüchen.
Hier kommt die künstliche Intelligenz (KI) ins Spiel, die uns neue Möglichkeiten in der Forschung eröffnet. Zum Beispiel könnte es in zehn Jahren sein, dass mithilfe von Sensoren und KI im Handy der Atem molekular analysiert und ausgewertet wird. Persönliche Diagnostik zu möglichen Gesundheitsrisiken oder auch Empfehlungen für die Nahrungsaufnahme wären damit jederzeit und an jedem Ort möglich.
Wie kann die Digitalisierung von Körpergerüchen zur Gesundheitsüberwachung weiter verbessert werden?
Cuniberti: Es gibt zwei Bereiche, die wir weiterentwickeln und die zusammengenommen die Digitalisierung von Körpergerüchen ermöglichen können. Dabei handelt es sich um die Nanomaterialien und die KI-Algorithmen, die zusammen unsere Sensorik selektiver und sensitiver machen. Beides muss zusammen erforscht werden, denn eines alleine ist nicht genug. Die erfassten Daten der Gerüche müssen ausgelesen werden. Die Brücke zwischen dem Geruch und den Daten bilden die Nanomaterialien. Wir entwickeln als eine „digitalisierte Nase“ einen kombinierten Chip, der aus verschiedenen Mikroelektronik-Bausteinen zur Signalerfassung und -auswertung besteht.