Anello biometrico indossabile con chip sensore olfattivo miniaturizzato e AI per l’analisi degli odori metabolici del corpo umano

Annusare la salute dalla propria pelle

La maggior parte di noi sa che il corpo emana odori, ma pochi immaginano che questo odore quotidiano contenga un ricco flusso di informazioni su come ci nutriamo, ci muoviamo e metabolizziamo il cibo. Questo studio presenta un’idea futuristica ma praticabile: un piccolo anello capace di “fiutare” tracce chimiche deboli dalla pelle e, con l’aiuto dell’intelligenza artificiale, tradurle in indizi sulla dieta e sull’attività fisica, aprendo una nuova strada verso il monitoraggio della salute senza sforzo.

Il linguaggio nascosto dell’odore corporeo

L’odore del corpo umano è composto da molte piccole sostanze volatili organiche che si diffondono dalla pelle, dal respiro e da altri fluidi. Queste molecole sono il residuo delle innumerevoli reazioni che trasformano i nostri pasti in energia e mattoni biologici. I medici sanno già che alcune di queste sostanze possono suggerire malattie come il cancro polmonare, disturbi metabolici o patologie croniche, ma la misurazione routinaria richiede di solito macchine da laboratorio grandi e costose. Gli autori sostengono che se fosse possibile monitorare continuamente e in modo delicato questi composti dalla pelle, si potrebbe orientare la scelta degli alimenti e le abitudini di esercizio ben prima che si sviluppino malattie gravi.

Dai pesanti strumenti di laboratorio a un anello intelligente

Negli ospedali e nei laboratori di ricerca, lo standard per leggere questi segnali olfattivi è la gascromatografia accoppiata alla spettrometria di massa, una tecnica potente ma ingombrante, lenta e non indossabile. Per ridurre questa capacità su un dito, il team ha costruito un “naso elettronico” miniaturizzato su chip e lo ha incorporato in un anello biometrico flessibile. Il chip si trova appena sopra la pelle, dove incontra la sottile nube di composti rilasciati da ghiandole sudoripare e vasi sanguigni. Strati di piccole strutture di ossido metallico, disposte in un alveare tridimensionale, funzionano come una collezione di nasi sensibili, ognuno dei quali reagisce in modo leggermente diverso ai vari gas. Insieme generano un complesso schema di risposta che può essere inviato in modalità wireless a un telefono o a un computer per l’analisi.

Insegnare all’intelligenza artificiale a leggere i pattern di odore

Poiché l’anello non misura singole sostanze chimiche una per una, i dati grezzi somigliano più a un insieme di forme d’onda in evoluzione che a una lista di ingredienti. I ricercatori si sono quindi affidati al machine learning per interpretare questi pattern. Hanno prima addestrato modelli a riconoscere sette gas di prova comuni a livelli incredibilmente bassi, anche al variare dell’umidità. Una rete più avanzata, progettata per prestare attenzione a come i segnali variano attraverso la piccola griglia di sensori e nel tempo, ha imparato a stimare le concentrazioni di gas con una corrispondenza quasi perfetta rispetto ai valori noti. Questo ha dimostrato che il chip miniaturizzato può sostituire installazioni di rilevamento molto più grandi senza perdere precisione.

Tracciare cosa mangi e come ti muovi

La prova sul campo è arrivata quando volontari sani hanno indossato l’anello durante attività quotidiane. I partecipanti hanno consumato sei tipi comuni di cibo o bevanda: frutta, frutta secca, carne, carboidrati come il riso, verdure e alcol. Per ogni pasto, l’anello ha catturato i pattern odorosi della pelle che cambiavano nel tempo. Sono emerse firme distintive, come una forte risposta ritardata dopo l’assunzione di alcol, doppi picchi dopo la carne che rispecchiano la degradazione proteica a tappe, e rapidi cambiamenti dopo carboidrati ad alto indice glicemico. Usando un semplice modello di classificazione, il sistema ha identificato correttamente quale dei sei alimenti era stato consumato con circa il 98 percento di accuratezza. L’anello ha anche tracciato tre stati fisici — rilassamento, esercizio e recupero — osservando come i pattern odorosi aumentassero durante l’attività e calassero al ritorno a riposo.

Trasformare l’odore in orientamento personale per la salute

Per verificare che queste letture corporee riflettessero la chimica metabolica reale, il team le ha confrontate con misurazioni di laboratorio tradizionali dell’odore cutaneo tramite gascromatografia-spettrometria di massa. Le differenze negli spettri di laboratorio prima e dopo i pasti hanno confermato che la dieta rimodella davvero la nuvola chimica attorno al corpo. Infine, i ricercatori hanno impiegato la loro rete neurale avanzata per stimare quanto alcol avessero bevuto i volontari, ottenendo una stretta corrispondenza tra volume previsto e reale. In termini semplici, il lavoro mostra che un piccolo anello confortevole può rilevare continuamente i deboli segnali chimici del corpo, distinguere tra pasti e livelli di attività diversi e perfino stimare la quantità consumata. Pur essendo ancora un prototipo di ricerca, questo anello biometrico alimentato dall’AI indica un futuro in cui controllare abitudini alimentari e salute metabolica potrebbe essere facile come consultare un dispositivo indossabile anziché recarsi in laboratorio.

Citazione: Ye, W., Ding, R., Wang, C. et al. Miniaturized olfactory sensor chip-based AI-wearable biometric ring for human body metabolic odor analysis. Nat Commun 17, 4541 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70746-z

Parole chiave: sensore indossabile, odore corporeo, metabolismo, monitoraggio della dieta, intelligenza artificiale