고기의 신선도 냄새를 맡고 알아내는 앱 「전자코」가 개발중..AI는 사람의 후각까지 재현할 수 있을까?

大倉康弘

Credit: NTUsg

사람의 후각은 고기의 신선도를 대략적으로 간파할 수 있지만, 그 느낌은 사람에 따라 크게 다릅니다.

그래서 싱가포르 난양이공대(NTU) 재료과학공학부 샤오돈 첸 교수 등 연구팀은 누구나 같은 척도로 정확하게 고기의 신선도를 알아볼 수 있는 전자코(e-nose)를 개발 했습니다.

이들의 연구는 과학저널 Advanced Materials에 게재됐으며 이에 따르면 전자코는 98.5%의 정확도로 고기의 신선도를 예측할 수 있었다는 것.

■ 전자코는 포유류의 코를 모방했다.

Credit: depositphotos

 

연구팀이 개발한 전자코는 포유류 코의 기능을 모방하고 있습니다.

일반적으로 고기의 신선도가 떨어지고 부패가 진행되면 가스가 생성됩니다.

그리고 포유류의 코에는 냄새를 뇌에 전달하는 수용체 라고 불리는 신호변환기가 갖추어져 있으며, 여기에 가스 성분이 결합함으로써 특유의 냄새 신호가 뇌에 전달되는 것입니다.

그 다음에 뇌는 이러한 여러 정보를 정리하고 패턴을 나눔으로써 부패에 따라 발생하는 냄새를 파악하게 되어 있습니다.

전자뇌에서는 이 후각시스템을 모방하기 위해 고기의 부패가스에 반응하는 '색상 바코드지'와 그 바코드 색의 조합을 분석하는 '바코드 리더'가 이용됩니다.

■ 고기의 부패 가스(gas)가 바코드를 만든다.

Credit: NTUsg

전자코 바코드에는 20개의 바가 있어 이들이 코의 수용체 로써 기능한다는 것.

바에는 각기 다른 염료가 저장되어 있어서 가스의 종류와 농도에 따라 색상에 복잡한 변화가 발생하게 되어 있습니다.

따라서 고기의 상태를 세부적인 부분까지 나타내는 컬러풀한 바코드가 자연스럽게 생기는 것입니다.

이것은, "말하자면 「냄새의 지문」이라고도 할 수 있겠지요"

예를 들어, 바코드지의 첫 번째 바에는 약산성의 노란색 색소가 포함되어 있습니다.

이는 고기의 부패로 인해 생성되는 질소함유 화합물에 반응하여 파란색으로 변화합니다.

색의 밝기는 화합물의 농도에 따라 다르기 때문에 파란색 농도가 하나의 판단 기준이 되는 것입니다.

"이렇게 농도가 다른 바가 20개나 되니 고기 상태를 정확하게 표현한 바코드가 완성되는군요"

■ 전자 코바코드 리더기는 98.5%의 정밀도로 고기의 신선도를 판단할 수 있다.

Credit: NTUsg

 

그리고 포유류에서는 수용체의 신호를 뇌가 분석하는 것같이 인공지능을 탑재한 바코드 리더기가 바코드의 색으로 고기의 신선도를 예측합니다.

인공지능에는 미리 색과 신선도의 관계를 학습시키고 있으며 대규모 라이브러리에서 빠르게 신선도를 측정할 수 있다는 것.

이 바코드 리더는 스마트 폰 앱으로도 휴대 기기에 설치할 수 있습니다.

그렇기 때문에 바코드지가 있다면, 30초 정도만으로 어디 에서라도 신선도를 계측 가능.

결과는 신선도 게이지와 함께 국제기준에 따라 '신선하다' '선도가 낮다' '부패했다'의 3가지로 분류됩니다.

Credit: NTUsg

실제로 시판되고있는 패키지에 들어간 닭고기, 생선, 쇠고기 샘플을 숙성시켜 테스트한 결과 연구팀은 98.5%의 정확도로 고기의 신선도를 예측할 수 있었 습니다.

첸 씨 말에 따르면 전자코 바코드는 고기의 신선도를 소비자에게 보증하는 것이 됩니다.

"이것은 소비자들이 돈을 절약할 수 있고 환경보호에도 도움이 될 것입니다."라고 말합니다.

식품의 신선도를 실시간으로 감시하는 '전자코시스템'은 현재 특허 출원 중입니다.

향후, 연구팀은 기업과 제휴하고, 다른 신선식품에의 적용을 목표로 하고 있습니다.


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