Nápady a objevy

3. srpna 2018

Laboratoř v chytrém telefonu umožní analýzy na počkání a za zlomek ceny

Mobilní laboratoř by mohla pomoct například celiakům v detekci lepku | Autor: archiv Vratislava Čmiela
Změřit si množství lepku či cukru v potravinách, otestovat kvalitu vody či přítomnost určitých látek v moči. A to vše jen s pomocí vlastního mobilního telefonu. Na něčem, co zní jako ze sci-fi filmů, pracuje s kolegy Vratislav Čmiel z Ústavu biomedicínského inženýrství FEKT VUT. Za nástavec, který mobilní telefon promění v malou laboratoř, nedávno získali ocenění i na mezinárodní konferenci Societal and Enviromental Challenges in the Field of Innovation and Technology.

Vytáhnout běžný mobilní telefon, nacvaknout speciální kryt a do pár minut mít změřeno téměř stejně přesně jako v laboratoři. To je hlavní myšlenka mobilní laboratoře, na které pracuje Vratislav Čmiel z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií.

Konkrétně k tomu využívá čipy a infračervenou analýzu. „Výrobci dokázali optiku z velkých přístrojů zmenšit na velikost čipu. My je různě kombinujeme, abychom dosáhli stejného efektu jako při měření v laboratoři. Pro analýzu pak využíváme infračervenou spektroskopii, při které není nutné vzorek přebarvovat nebo používat reaktanty. Měříme infračervené záření bez průchodu objektem a po průchodu objektem a zjišťujeme, jaká je absorbance vlnových délek. Z toho víme, jaké látky jsou přítomny,“ popsal ve zkratce princip kapesní laboratoře Čmiel.

Přesný vzhled přizpůsobí autoři až konkrétní spolupráci. Už nyní ale mají představu o možném vzhledu | Autor: archiv Vratislava Čmiela
V prvním případě je nutné vzorek umístit do speciální kyvety. Druhou variantou, která se nabízí, je umístění speciálního krystalu na povrch krytu. Při uchycení, nakapání či nasypání zkoumané látky na sklíčko s krystalem se záření odráží zpět a systém tak opět dostává podrobné informace o vlnových délkách. „Navíc využíváme externí databázi, takzvaně v cloudu, takže ačkoliv tímto měřením trochu klesá přesnost, můžeme ji zvýšit porovnáním dat z externích databází,“ dodal Čmiel s tím, že toto řešení navíc nezatěžuje telefon. Stačí mu pouze připojení na internet.

Jedna z variant počítá s kyvetou, díky které by bylo možné analyzovat kapaliny | Autor: archiv Vratislava Čmiela
Jak přesně ale nakonec bude jejich zařízení vypadat, neví. Čeká totiž na spolupráci s konkrétní firmou. „Až poté dopracujeme zařízení tak, aby mělo konkrétní aplikaci podle toho, co bude chtít organizace analyzovat. Určitě se to dá ještě posouvat a zmenšovat. Je to ale velmi finančně náročné,“ upozornil Vratislav Čmiel s tím, že na vizualizaci je jeden z příkladů, jak by finální zařízení mohlo vypadat.

Obecně lze zařízení přizpůsobit širokému množství možných využití. „Dá se měřit například koncentrace látek v tělesných tekutinách. U diabetiků se musí sledovat množství kreatininu v moči, k čemuž by se dalo zařízení použít. Dále je to například kvalita a složení potravin. Lze detekovat množství lepku nebo třeba základní složení. Telefon by tak uměl říct, jaký je poměr bílkovin, sacharidů a tuků v dané potravině. Využitelné je to třeba i pro analýzu kvality vody,“ vyjmenoval pár možných aplikací Čmiel s tím, že se mu už ozval i student, provádí šlechtitelské experimenty a potřeboval by rovnou na poli zanalyzovat zrno bez nutnosti posílat vzorky do laboratoří. „Také si nemohl dovolit koupit běžné měřící přístroje, jejichž cena jde do milionů korun, protože jsou velké, přesné a univerzální. Díky tomu, že umíme zařízení vyvinout na míru, je finančně dostupnější. Ačkoliv to momentálně určitě není za cenu, za kterou by si to člověk pořídil jen tak,“ uvedl Čmiel.

Zařízení nedávno Vratislav Čmiel prezentoval i na mezinárodní konferenci Societal and Enviromental Challenges in the Field of Innovation and Technology, jejíž součástí byla i soutěž pro start-upy a inovativní firmy. V té získal první místo za nejúspěšnější prezentaci produktu. „Podle vyjádření organizátorů investoři nápad laboratoře pro chytré telefony hodnotili velmi pozitivně,“ uzavřel Vratislav Čmiel.

Zařízení bude dále představeno a nabízeno ve Virtuální laboratoři, která vznikla v rámci projektu EcoInn Danube. Hlavním cílem projektu je posílení spolupráce v oblasti ekologických inovací v regionu Podunají a zemích blízkých. 

(zep)

TémataFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií zaměstnanci věda a výzkum

Související články:
Lisování hroznů pomocí elektrického výboje? Proděkan FEKT umí propojit elektrotechniku a lásku k vinařství
Vědci vyvinuli systém, který pohlídá potrubí i hranice
Parkinsonovu nemoc pomůže odhalit i řeč nebo písmo
Na elektrofakultě vyvíjejí aplikace pro vesmír
Na elektrofakultě pracují na metodě, která odhalí vady solárních panelů