Peneliti Cambridge Ciptakan Sensor Optik Rp150 Ribu, Setara Alat Laboratorium

Para intelektual telah menciptakan sensor mini seharga US$10 nan dapat menghadirkan pengetesan berbobot laboratorium dan pemantauan kadar glukosa darah tanpa jarum suntik ke perangkat wearable sehari-hari.(Universitas Cambridge, gambar dihasilkan oleh ChatGPT)

PENELITI dari University of Cambridge berbareng perusahaan pemula (start-up) GlitterinTech sukses mengembangkan sensor optik miniatur revolusioner seharga US$10 (sekitar Rp150 ribu). Perangkat berukuran beberapa sentimeter ini menawarkan presisi setingkat peralatan laboratorium, nan berpotensi memungkingkan pemantauan kadar gula darah tanpa perlu menusuk kulit.

Spektrometer jenis baru nan dinamakan convolutional spectrometer ini memanfaatkan prinsip matematis teorema konvolusi untuk menganalisis cahaya. Metode ini menggeser langkah kerja spektrometer konvensional nan berukuran besar dan berbiaya mahal, sehingga dapat diintegrasikan ke dalam perangkat elektronik portabel maupun teknologi kesehatan sandang (wearable).

Dalam pengetesan terhadap beragam bahan seperti plastik, obat-obatan, kopi, tepung, dan teh, perangkat ini mencatat tingkat kecermatan pengelompokkan hingga 100%. Sensor tersebut juga bisa mengukur konsentrasi pada larutan berbasis air dan organik dengan kecermatan sekitar 0,01%, mengungguli keahlian spektrometer komersial berukuran besar dalam penelitian tersebut.

"Gagasan utamanya adalah kembali ke dasar matematika dan mempertanyakan apakah ada langkah nan secara esensial lebih bersih untuk mengambil spektrum," ujar Dr. Chunhui Yao, salah satu penulis utama studi tersebut. "Dengan menggunakan teorema konvolusi secara langsung pada domain optik, kami menghindari banyak keterbatasan nan selama ini menghalang miniaturisasi spektrometer. Hal ini memberi kami presisi tinggi, toleransi kebisingan nan kuat, serta beban komputasi nan sangat rendah dalam sistem nan ringkas dan murah."

Potensi Besar di Bidang Kesehatan dan Industri

Di sektor medis, uji coba sensor ini menunjukkan hasil nan menjanjikan. Perangkat bisa mengukur sejumlah penanda biologis (biomarker) manusia, termasuk kelembapan kulit, kadar alkohol dalam darah, laktat darah, hingga pemantauan gula darah secara non-invasif dalam jangka panjang pada subjek uji coba.

Ketua proyek penelitian, Prof. Qixiang Cheng, menyoroti kesiapan teknis perangkat ini untuk diterapkan secara praktis di luar laboratorium.

"Demonstrasi biomedis ini sangat menggairahkan," kata Prof. Qixiang Cheng. "Yang membikin karya ini unggul bukan hanya kinerjanya di laboratorium, melainkan kesiapan teknisnya. Kontribusi Dr. Chunhui Yao sangat krusial dalam menerjemahkan konsep matematis menjadi sistem nan utuh dan tangguh, nan beraksi secara andal di tengah suhu ekstrem maupun kondisi bumi nyata. Kombinasi itulah nan membuka pintu bagi penerapannya secara praktis."

Sensor ini terbukti tetap beraksi stabil pada rentang suhu -20°C hingga 80°C. Daya tahan tersebut dinilai sangat vital untuk penggunaan pada perangkat wearable, peralatan pabrik, hingga pemantauan lingkungan di luar ruangan.

Prof. Richard Penty, nan berkontribusi dalam kreasi dan integrasi sistem fotonik, memuji kesederhanaan arsitektur perangkat ini. "Ini adalah contoh bagus gimana rekayasa nan elegan dapat menghasilkan akibat nyata," ujar Prof. Richard Penty. "Arsitekturnya sederhana, dapat ditingkatkan skalanya, dan mudah diproduksi, namun menyampaikan presisi nan menyaingi alias melampaui instrumen nan jauh lebih besar. Dr. Chunhui Yao memainkan peran sentral dalam menyatukan kreasi fotonik, integrasi sistem, dan pengesahan eksperimental nan memungkinkan perihal ini terjadi."

Para peneliti berambisi teknologi ini dapat memproduksi pengukuran optik canggih secara massal untuk penggunaan sehari-hari.

"Visi kami adalah menjadikan spektrometri sama hadirnya di mana-mana seperti pemantauan suhu alias gerak," tambah Prof. Qixiang Cheng. "Karya ini menunjukkan bahwa info spektral berbobot tinggi tidak kudu terbatas di laboratorium, dia dapat ditanamkan langsung ke dalam teknologi nan digunakan orang sehari-hari." (Science Daily/Z-2)