“การดมกลิ่น” นับเป็นหนึ่งในห้าของประสาทสัมผัสสำคัญของมนุษย์ ที่จะทำให้การใช้ชีวิตประจำวันเป็นไปอย่างปกติสุขหรือไม่ปกติสุขได้ และ “กลิ่น” ในรูปแบบต่างๆ ยังเป็นส่วนประกอบสำคัญที่มีผลเกี่ยวข้องกับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ต่างๆ
ในเชิงอุตสาหกรรมอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ในการจำแนกกลิ่นต่างๆ เพื่อนำไปใช้ในรูปแบบที่ต้องการ กลับมีข้อจำกัดสำคัญคือ ศักยภาพในการดมกลิ่นของมนุษย์ ที่มีปัจจัยทางกายภาพมาเกี่ยวข้อง ทำให้การจำแนกกลิ่นไม่สามารถเป็นมาตรฐานได้ และจากแนวคิดนี้เองทำให้เกิดงานวิจัยที่เรียกว่า “E-nose” หรือ “จมูกอิเล็กทรอนิกส์” ขึ้น โดยมีศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค)สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (สวทช.) เป็นหน่วยงานหลักในการศึกษาวิจัยตลอดช่วงหลายปีที่ผ่านมา

ดร.รุ่งโรจน์ เมาลานนท์ นักวิจัยห้องปฏิบัติการวิศวกรรมกระบวนการและระบบตรวจติดตาม ของศูนย์นาโนเทค เล่าถึงความเป็นมาของการศึกษาวิจัย “E-nose” ว่า จากแนวคิดที่ทราบกันอยู่แล้วว่า มนุษย์ที่สามารถจำแนกกลิ่นดีได้เป็นอย่างดีนั้นจะต้องได้รับการฝึกฝนอย่างถูกต้อง แต่สำหรับจมูกของมนุษย์โดยทั่วไปจะมีข้อจำกัดในเรื่องของจำแนก หรือบ่งบอก กลิ่นให้เป็นมาตรฐานได้ เพราะมีปัจจัยในเรื่องของกายภาพมาเกี่ยวข้อง ทั้งเรื่องของสภาพร่างกายมนุษย์เอง หรือสภาพสิ่งแวดล้อมภายนอกก็ย่อมทำให้แต่ละคนไม่สามารถดมกลิ่นได้เหมือนกัน ในขณะที่ “กลิ่น” เองก็กลับมีผลต่อการดำเนินกิจกรรมหลายอย่างในชีวิตประจำวันมนุษย์ และรวมไปถึง “กลิ่น” ยังเป็นส่วนสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ อีกด้วย ดังนั้นการสร้างจมูกที่มาจากเทคโนโลยีจึงน่าจะช่วยแก้ปัญหาและลดข้อจำกัดเรื่องการดมกลิ่นโดยมนุษย์ได้

ทั้งนี้ ศูนย์นาโนเทค ได้มีการศึกษาวิจัยเรื่องของระบบการพัฒนาก๊าซเซ็นเซอร์และกระบวนการวิเคราะห์ที่ใช้สำหรับการตรวจจับกลิ่นที่แตกต่างกันมาอย่างต่อเนื่อง ผลการวิจัยสามารถนำไปประยุกต์เข้ากับผลิตภัณฑ์ได้อย่างหลากหลาย อาทิ กลิ่นที่เกิดขึ้นกับผลิตภัณฑ์ที่มี โครงสร้างสถานะของแข็ง สถานะของเหลว สถานะก๊าซ การควบคุมคุณภาพของกลิ่นหอม และกลิ่นหืนในผลิตภัณฑ์อาหาร การตรวจติดตามสารระเหยที่สร้างผลกระทบด้านกลิ่นในสิ่งแวดล้อม รวมถึงสารระเหยที่ไม่มีกลิ่นแต่สร้างผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์หรือสิ่งแวดล้อม

หลักการของ “E-nose” เป็นการใช้หลักการนำสัญญาณการตอบสนองจากเซ็นเซอร์ในรูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น เซ็นเซอร์ที่แสดงสัญญาณทางไฟฟ้าเปลี่ยนไปเมื่อดูดซับสารเคมีระเหย และเซ็นเซอร์กลิ่นแต่ละตัวจะมีความไวต่อสารเคมีระเหยแต่ละชนิดไม่เท่ากัน โดยสัญญาณของเซ็นเซอร์บางชนิดสามารถตอบสนองต่อกลิ่นสารระเหยที่เป็นพิษและมนุษย์ไม่ได้กลิ่น สัญญาณจากเซ็นเซอร์กลิ่นแต่ละตัวจะถูกประมวลผลด้วยซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นให้เหมาะสมเพื่อการจำแนกกลิ่นออกมา และหาแหล่งที่มาของกลิ่นได้

“หนึ่งในโจทย์ที่สำคัญที่เราได้รับคือ การขอให้ตรวจสอบหาที่มาของกลิ่นในผลิตภัณฑ์ยางพาราของผู้ประกอบการแห่งหนึ่ง ซึ่งจริงแล้วๆ เขามีข้อมูลเทคโนโลยีทุกอย่าง แต่ไม่สามารถแก้ปัญหากลิ่นที่เกิดขึ้นได้ ทำให้มาปรึกษาที่นาโนเทค ซึ่งเราเองก็มีพร้อมทั้งในเรื่องขององค์ความรู้ของนักวิจัย ศูนย์เครือข่ายที่พร้อมจะสนับสนุนข้อมูลต่างๆ โปรแกรมสถิติต่างๆ รวมทั้งเครื่องมือในการศึกษาวิจัยจนในที่สุดก็ทำให้สามารถวิเคราะห์จนพบว่า กลิ่นดังกล่าวเกิดจากธรรมชาติของวัตถุดิบที่นำมาใช้โดยมีระดับความแรงของกลิ่นที่แตกต่างกัน ทำให้ผู้ผลิตทราบปัญหาที่เกิดขึ้นและสามารถกลับไปแก้ไขปัญหาได้อย่างถูกจุดและลดความสูญเสียของผลิตภัณฑ์ได้นั่นเอง”

จากจุดเริ่มของโจทย์ปัญหาในครั้งนั้น จนถึงปัจจุบัน ดร.รุ่งโรจน์ กล่าวว่า มีผู้ประกอบการจำนวนมากที่มีปัญหาเกี่ยวกับกลิ่น เข้ามาปรึกษาเพื่อขอให้ช่วยแก้ปัญหาด้านกลิ่นที่แตกต่างกันไป ซึ่งทางศูนย์ฯ มีเทคโนโลยีที่มีความหลากหลายพร้อมที่จะให้คำปรึกษาพร้อมช่วยแก้ปัญหาให้ ซึ่งถือว่า “จมูกอิเล็กทรอนิกส์” หรือ “E-nose” ได้ช่วยแก้ปัญหาให้กับภาคอุตสาหกรรมมาสร้างมูลค่าในเชิงเศรษฐกิจมาแล้วจำนวนมาก

หนึ่งในนั้นก็คือ บริษัท CIMS Holding Co,Ltd. ผู้นำ “เครื่องจมูกอิเล็กทรอนิกส์” เข้าสู่การใช้เชิงพาณิชย์ ซึ่งถือเป็นอีกหนึ่งตัวอย่างความสำเร็จจากการวิจัย “E-nose” ภายใต้การสนับสนุนของนาโนเทค โดยร่วมกันทำงานศึกษาวิจัยพัฒนาเพื่อให้เครื่องดมกลิ่นอิเล็กทรอนิกส์ สามารถทำงานได้อย่างมีคุณภาพมากยิ่งขึ้น จนสามารถทำให้งานวิจัยที่เคยอยู่เฉพาะในห้องทดลองกลายเป็นสิ่งที่ออกมาใช้งานได้จริงในปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำเครื่องนี้ไปใช้ทดแทนการดมกลิ่นจากผู้เชี่ยวชาญด้านกลิ่นที่มีราคาแพง เช่น ในอุตสาหกรรมโรลออนแห่งหนึ่งในประเทศเยอรมนี จะต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญที่เป็นมนุษย์ในการทดสอบกลิ่น ทั้งจากการดมกลิ่นจากรักแร้คนจริงๆ เพื่อทดสอบมาตรฐานกลิ่นของสินค้าในแต่ละวันจะดมได้เพียง 4 ครั้ง โดยผู้ประกอบการต้องจ่ายให้ผู้ดมกลิ่นถึงวันละราว 50,000 บาท หรือสูงสุดถึง 100,000 บาท เลยทีเดียว แต่หากนำเครื่องนี้ไปใช้จะสามารถลดต้นทุนลงได้มาก และ กลิ่นยังเป็นมาตรฐานด้วย นอกจากนี้ ยังมีการนำไปใช้งานในอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย เช่น การใช้ดมกลิ่นอันตรายในโรงงาน หรือในอุตสาหกรรมอาหารเช่น การทดสอบกลิ่นของข้าวหอมมะลิ ในการกำหนดราคาสินค้าข้าวหอมมะลิของไทยอีกด้วย