Bioelectronics Engineering
Machine Olfaction bezeichnet bioelektronische Sensorik, die Gerüche und chemische Profile ähnlich biologischen Riechsystemen erkennt. Durch die Integration biologischer Rezeptoren (z. B. olfaktorischer Proteine) auf elektronische Transduktionsplattformen entstehen Sensoren, die nicht nur chemische Konzentrationen messen, sondern komplexe chemische Muster erkennen können – lebensmittelgerechte Qualität, Luftschadstoffe oder gasförmige Umweltstressoren.
Konventionelle elektronische Nasen arbeiten mit chemischen Sensorarrays ohne echte biologische Erkennungsmechanismen. Machine Olfaction baut dagegen biologisch inspirierte Rezeptorsysteme ein und koppelt diese an empfindliche Transistorarrays, z. B. auf Graphen‑ oder Polymerbasis, was die Spezifität und Sensitivität erheblich verbessert.
Koniku Inc. – Biotech-Unternehmen, das hybride „Smell Cyborg“-Systeme entwickelt, bei denen biologische Neuronen oder Rezeptoren in elektronische Systeme integriert werden, um chemische Signaturen zu erkennen.
PRECISE – dänisch-deutsches EU-Projekt über eine neuartigen „Elektronischen Nase“ die Haltbarkeit von Fleisch und Fisch bestimmen kann
MOBILES – EU – Projekt zielt darauf ab, elektronische und organismische Biosensoren zur Überwachung organischer Chemikalien, antibiotikaresistenter Bakterien und Krankheitserreger zu entwickeln und die Umweltverträglichkeit dieser Technologien zu untersuchen.
Smellodi – EIC Pathfinder Open finanziertes Projekt, das auf die intelligente elektronische Erkennung und Übertragung von Körpergerüchen abzielt und damit den Weg für eine neue Ära der Digitalisierung des Geruchssinns ebnet.
BIOSENSEI – entwickelt eine maßgeschneiderte, zuverlässige Echtzeit-Multiplex-End-to-End-Biosensorplattform, die zelluläre Reaktionen nutzt, um abiotische Schadstoffe – Nährstoffe, östrogene endokrin wirksame Chemikalien und PFAS (Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylsubstanzen) – sowie biotische Schadstoffe – Microcystine – nachzuweisen.
AgriNose – BMFTR gefördertes Projekt, dass im Zusammenspiel mit fernerkundlich-optischen Verfahren zukünftig das Monitoring im Pflanzenbau dahingehend unterstützen, dass eine frühere Erkennung von gleichzeitig mehreren Pflanzenkrankheiten, die in den häufigsten Fällen in Mischinfektionen auftreten, möglich wird
Die hier genannten Teams und Projekte sind nur eine kleine Auswahl, international gibt es zahlreiche weitere Arbeiten zur Einführung biologisch inspirierter Detektionssysteme in die Umweltmesstechnik.
➡ Feldtaugliche Machine‑Olfaction‑Systeme dürften in 4–7 Jahren kommerziell relevant werden.
Yue X, Wang J, Yang H, Li Z, Zhao F, Liu W, Zhang P, Chen H, Jiang H, Qin N, Tao TH. A Drosophila-inspired intelligent olfactory biomimetic sensing system for gas recognition in complex environments. Microsyst Nanoeng. 2024 Oct 28;10(1):153. doi: 10.1038/s41378-024-00752-y. (PDF)
Chiu CI, Yosen T, Nampila S, Posom J, Suttiprapan P, Sripontan Y. Utilizing E-nose for detection of mealybug infestation and ripeness of durian. PeerJ. 2025 Aug 25;13:e19936. doi: 10.7717/peerj.19936. (PDF)
Deng H, Nakamoto T. Biosensors for Odor Detection: A Review. Biosensors (Basel). 2023 Nov 27;13(12):1000. doi: 10.3390/bios13121000. (PDF)
Li J, Feng Y, Ge J. Recent Advancements in Bionic Olfactory Biosensors: Components, Applications, and Future Perspectives. Chem Bio Eng. 2025 Aug 28;2(10):576-592. doi: 10.1021/cbe.5c00042. (PDF)
Ramadan KMA, Bendary ESA, Khalil HB, Ali SA, Ahmed AR, Mahmoud MAA. Smart Detection of Food Spoilage Using Microbial Volatile Compounds: Technologies, Challenges, and Future Outlook. J Agric Food Chem. 2025 Aug 6;73(31):19222-19243. doi: 10.1021/acs.jafc.5c05927. (PDF)
