Di tengah persaingan industri yang makin ketat, permintaan akan penilaian kualitas yang cepat dan tepat sasaran menjadi sangat penting. Akan tetapi, teknik tradisional yang berbasis pengujian di laboratorium umumnya butuh waktu cukup lama serta memerlukkan kemampuan spesifik tertentu. Untuk merespon kesulitan ini, Guru Besar ITS nomor 215 yaitu Profesor Dr. Muhammad Rivai ST MT mencetuskan terobosan baru dengan nama Electronic Nose atau disebut juga e-Nose.
Dosen yang kerap dipanggil Rivai ini menjelaskan tentang cara kerja e-Nose untuk menggantikan teknik laboratorium. Alat ini berfungsi mereplikaasi kemampuan penciuman manusia, sehingga dapat digunakan dalam pengecekan mutu barang, diagnosa medis, serta pengawasan sekitar kita.
"Dengan menerapkan algoritme pembelajaran mesin, perangkat tersebut bisa memproses pola bau dengan presisi tinggi dan cepat," terangnya, Selasa (8/4).
Lelaki yang lahir di Surakarta ini sudah menerapkan teknologi e-Nose dalam banyak sektor. Inovasi tersebut telah diteraplikan untuk mendeteksi diabetes dengan memeriksa contoh urine, menentukan tahapan kekeringan pada kudapan tradisional, serta mendeteksi penyakit PPOK dan asma dari napas para penderita.
"Jenis sensor dalam e-Nose yang dipakai akan bervariasi sesuai dengan keperluan," jelasnya.
Dalam penelitian deteksi diabetes, e-Nose dikembangkan menggunakan sensor gas berbasis Quartz Crystal Microbalance (QCM) yang dilapisi nanomaterial karbon. Sensor ini mampu mengenali pola aroma khas urine penderita diabetes dengan akurasi mencapai 91 persen. Dengan teknologi ini, diagnosis diabetes dapat dilakukan dengan lebih mudah dan cepat.
"Inovasi ini dapat memberikan jawaban kepada orang-orang yang mencari cara pendeteksian tanpa perlu melakukan pengambilan sampel darah," katanya.
Di samping itu, e-Nose turut dikembangkan untuk tujuan mendeteksi penyakit pernafasan seperti asma dan Penyakit Paru Obstruktif Kronis (PPOK). Menggunakan kombinasi dari 20 buah sensor gas berbasis semikonduktor serta algoritme pembelajaran mesin, teknologi tersebut dapat mengamati pola pada nafas pasien secara efektif.
Teknologi tersebut sudah dicoba pada pasien di Rumah Sakit Universitas Airlangga (RSUA) serta RSU Dr Soetomo. Berdasarkan hasil uji coba, alat e-Nose menunjukkan keakurasian yang tinggi untuk membedakan antara pasien dengan penyakit PPOK atau asma dan mereka yang sehat.
Bukan cuma di bidang kedokteran, e-Nose pun digunakan dalam sektor makanan dan minuman. Di sini, Rivai memanfaatkan sensor gas Metal Oxide Semiconductor (MOS) guna mendeteksi derajat kesegaran dari kue kering. Solusi teknologi ini bisa mengambil alih cara penilaian subyektif yang bergantung pada perubahan warna atau durasi pengovenan dengan ketepatan hingga 90 persen.
"Dengan menggunakan sistem ini, produsen makanan bisa mengatur standar mutu barang menjadi lebih obyektif," jelas Rivai.
Selanjutnya, Rivai menyebutkan bahwa e-Nose juga dirancang untuk mendukung keamanan lingkungan dan sektor industri, terutama pada sistem robot yang mencari kebocoran gas menggunakan LiDAR. Robot tersebut dapat menemukan asal-usul kebocoran gas hingga 62,2% lebih baik daripada cara tradisional. Implementasi teknologi ini merupakan tindakan penting guna memperkuat keselamatan di bidang minyak dan gas serta mereduce potensi ancaman lingkungan.
Melalui sejumlah tindakan yang sudah diambil, Rivai menyatakan bahwa studinya membantu dalam mencapai Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (TPB) atau Sustainable Development Goals (SDGs). Terutama ia menekankan pada butir ketiga tentang kesehatan yang optimal dan kemakmuran. Di samping itu, kontribusinya juga dapat dilihat dalam butir kelima belas berkaitan dengan pembangunan infrastruktur, industri, dan inovasi, serta butir delapanbelas yang bertujuan untuk mengatasi perubahan iklim.
Dia menginginkan agar kreasi yang dia ciptakan bisa membawa dampak positif kepada orang banyak di segala bidang kehidupan.
"Kami bertujuan untuk memastikan bahwa penelitian ini tak sekadar terbatas pada lingkungan lab, melainkan mampu menghadirkan manfaat signifikan bagi kesejahteraan hidup banyak pihak," katanya dengan harapan.