Ātri pārbaudīta ēdiena kvalitāte
Neatkarīgi no tā, vai tie ir augļi, gaļa vai siers – kvalitāte ne vienmēr ir tāda, kādu vēlas patērētājs. Nākotnē spektrometrs klientiem pateiks, kāda ir pārtikas kvalitāte. Ierīce nav lielāka par cukura gabalu, to var ražot lēti un nākotnē varētu atrast vietu pat viedtālruņos.
Vai ananāss ir nogatavojies? Vai arī tevi kaitina, mājās konstatējot, ka nopirktais eksemplārs nav ne salds, ne sulīgs? Un kā ar gaļas kvalitāti? Vai tas satur pārāk daudz ūdens un cepot kļūst ciets? Iepērkoties pārtikas preces, klientiem bieži nākas paļauties uz savu veiksmi. Nākotnē tam vajadzētu beigties: tad atliek vien turēt viedtālruni pret produktu, palaist atbilstošo lietotni un atbilstošo izvēlnes izvēli, piemēram, »bumbieris« — un ierīce sniegs ieteikumu: fruktozes saturs šajā bumbierī ir augsts, zaļā gaisma pirkumam. Šī lietojumprogramma ir balstīta uz gandrīz infrasarkano staru spektrometru, kas mēra ūdens, cukura, cietes, tauku un olbaltumvielu proporciju produktos. Sistēma "ieskatās" dažus centimetrus dziļi ēdienā – piemēram, tā var noteikt, vai ābolam nepūst serde. Pat plānās iepakojuma plēves nav šķērslis.
Bet kā ierīce darbojas? Tas izstaro platjoslas gaismu paraugam, piemēram, gaļas gabalam. Atkarībā no tā sastāva tas dažādās pakāpēs atspoguļo dažādu viļņu garumu gaismu tuvās infrasarkanajā diapazonā. Spektrs norāda pētniekiem, cik daudz vielas ir pārtikā.
Mazāks par cukura gabaliņu
Spektrometra īpašā iezīme: tā tilpums ir tikai 2,1 kubikcentimetrs, tas ir par aptuveni 30 procentiem mazāks nekā cukura gabals — un tādējādi ievērojami kompaktāks nekā tā standarta kolēģi, kas ir aptuveni divu sviesta paciņu lielumā. Vēl viena priekšrocība: ierīces ir piemērotas masveida ražošanai, un tās var ražot lēti. "Mēs sagaidām, ka spektrometri attīstīsies līdzīgi digitālajām kamerām," saka Dr. Heinrihs Grīgers, atbildīgais biznesa vienības vadītājs Fraunhofera fotonisko mikrosistēmu IPMS institūtā Drēzdenē, kur notiek sistēmas izstrāde. "Kameras, kuras pirms desmit gadiem varējāt iegādāties par 500 eiro, var veikt mazāk nekā tās, kuras šodien varat dabūt bez maksas savā mobilajā tālrunī."
Spektrometri parasti ir izgatavoti no atsevišķām sastāvdaļām: spoguļi, spraugas, režģi un detektori ir jānovieto pareizajā vietā un jāpielāgo viens otram pa gabalu. IPMS pētnieki ražo individuālos režģus un optiskās spraugas tieši uz silīcija plāksnēm. Bet tas vēl nav viss: plānās silīcija plāksnes ir tik lielas, ka uz tām var satilpt komponenti vairākiem simtiem spektrometru — tādējādi vienā piegājienā var izgatavot simtiem tuvu infrasarkano staru sistēmu. Zinātnieki saliek vafeles ar integrētajiem komponentiem virs tām, uz kurām atrodas optiskie komponenti. Viņi pielāgo un fiksē vafeles un pēc tam izolē tās atsevišķos spektrometros. Tāpēc pētniekiem nav jāsaskaņo katrs komponents, tikai attiecīgie substrātu komplekti. Vēl viena šīs MEMS tehnoloģijas priekšrocība, kas ir saīsinājums no Micro Electro Mechanical Systems: šādā veidā ražotās ierīces ir daudz izturīgākas nekā to ar rokām darinātās ierīces.
Zinātnieki prezentē spektrometra prototipu Sensor+Test gadatirgū no 22. līdz 24. maijam Nirnbergā (12. halle, 202. stends). Ierīce varētu nonākt tirgū aptuveni trīs līdz piecu gadu laikā. Nākamajā solī pētnieki strādā pie atbilstošas infrastruktūras. »Mēs izstrādājam inteliģentus algoritmus, kas nekavējoties analizē ierakstītos spektrus, salīdzina tos ar specifikācijām un pēc tam sniedz klientam pirkuma ieteikumu vai atteikumu. Tomēr šis apgalvojums attiecas tikai uz produkta kvalitāti, piemēram, gatavību vai ūdens saturu. Tomēr sistēma nevar nodrošināt mikrobioloģiskos un toksikoloģiskos atradumus.« Spektrometra pielietojums neaprobežojas tikai ar pārtikas nozari: piemēram, tas atklāj viltojumus, t.i., var pierādīt, vai attiecīgie materiāli ir tikpat kvalitatīvi kā oriģināls vai vai tās ir zemākas kvalitātes preces. Tas var arī atmaskot automašīnas pārkrāsotās vietas vai pārbaudīt medikamentu un kopšanas krēmu saturu.
Avots: Drēzdene [ Fraunhofera biedrība ]
