Dirbtiniu būdu dirbanti „Elektroninė nosis“ kvepia šviežia mėsa

Tarptautinė NTU profesoriaus, Chen Xiaodongo (kairėje) vadovaujama Singapūro komanda sukūrė dirbtinę uoslės sistemą, imituojančią žinduolių nosis, kad būtų galima tiksliai įvertinti mėsos šviežumą. Paskola: NTU Singapūras

Mokslininkų grupė, vadovaujama Singapūro Nanyango technologijos universiteto (NTU Singapore), išrado dirbtinę uoslės sistemą, imituojančią žinduolių nosis, kad būtų galima tiksliai išmatuoti mėsos šviežumą.

„E-nosis“ („e-nosis“) susideda iš „brūkšninio kodo“, kuris laikui bėgant keičia spalvą, reaguodamas į mėsos skilimo metu gaunamas dujas, «„ brūkšninio kodo “„ skaitytuvo “dirbtinio intelekto (AI) išmaniojo telefono pavidalu. Elektroninė nosis išmokyta atpažinti ir numatyti mėsos šviežumą iš didelės brūkšninių kodų bibliotekos.

Eksperimentuodami su sendintais vištienos, žuvies ir jautienos mėginiais, komanda nustatė, kad jų gilus konvoliucinis neuroninio tinklo AI algoritmas, maitinantis elektroninę nosį, numatė 98,5% mėsos šviežumo. Tikslumas:Palyginimui, tyrimo grupė įvertino dažniausiai naudojamo algoritmo prognozavimo tikslumą, kad būtų galima išmatuoti brūkšninių kodų tipo jutiklių, naudojamų šioje elektroninėje nosyje, atsaką. Šio tipo analizė parodė bendrą tikslumą 61,7%.

Tyrime teigiama, kad elektroninė nosis, aprašyta straipsnyje, paskelbtame žurnalo „Advanced Materials“ spalio numeryje, galėtų padėti sumažinti maisto švaistymą vartotojams patvirtinant, ar mėsa yra tinkama vartoti tiksliau nei „Geriausia iki“. žymė: NTU Singapūro komanda, bendradarbiavusi su Kinijos ian Yangnan universiteto ir Australijos Monash universiteto mokslininkais.

https://www.youtube.com/watch?v=G7PG5lwH0b0:
NTU Singapūras vadovaujami mokslininkai išrado dirbtinę uoslės sistemą, imituojančią žinduolių nosis, kad būtų galima tiksliai įvertinti mėsos šviežumą. Paskola: NTU Singapūras

Bendradarbiaujantis profesorius Chenas Xiaodongas, Naujoviškų prietaisų centro direktorius, sakė: „Mūsų patikrinta dirbtinė uoslės sistema, kurią išbandėme realaus pasaulio scenarijais, gali būti lengvai integruota į pakavimo medžiagų derlių. per trumpą laiką veda be didelių laidų, kurie buvo naudojami elektriniams signalams rinkti į kai kurias neseniai sukurtas elektronines nosis.

„Šie brūkšniniai kodai padeda vartotojams sutaupyti pinigų užtikrindami, kad jie nepaliktų vis dar tinkamų vartoti produktų, o tai taip pat naudinga aplinkai. “Biologiškai skaidomas” netoksiškas brūkšninių kodų pobūdis “taip pat reiškia, kad juos galima saugiai naudoti visose maisto tiekimo grandinės dalyse, kad būtų užtikrintas maisto šviežumas.”

Buvo užpatentuotas šio realaus laiko maisto šviežumo metodo patentas, ir dabar komanda dirba su „Singapore Agribusiness Company“, kad ši koncepcija būtų taikoma ir kitiems greitai gendantiems.

Nosis gaivumui

NTU mokslininkų, jų bendradarbių, sukurta elektroninė nosis susideda iš dviejų elementų. Spalvotas „brūkšninis kodas“, kuris reaguoja į dujas, susidarančias dėl mėsos skaidymo. «Brūkšninių kodų skaitytuvas, kuris naudoja dirbtinį intelektą, norėdamas interpretuoti brūkšninio kodo spalvų derinį. Kad elektroninė nosis būtų nešiojama, mokslininkai ją integravo į išmaniojo telefono programėlę, kurią galima pristatyti per 30 sekundžių.

E. nosis imituoja, kaip veikia žinduolio nosis. Kai mėsą skaidančios dujos prisijungia prie žinduolio nosies receptorių, generuojami signalai ir perduodami į smegenis. Tada smegenys surenka šiuos atsakymus, suskirsto juos į modelius, leidžiančius žinduoliams aptikti kvapus, kurie yra nuo mėsos amžiaus, ir genda.

Elektroninis nosies brūkšninis kodas

„E-nosis“ („e-nosis“) susideda iš „brūkšninio kodo“, kuris laikui bėgant keičia spalvą, reaguodamas į mėsos skilimo metu gaunamas dujas, «„ brūkšninio kodo “„ skaitytuvo “dirbtinio intelekto (AI) išmaniojo telefono pavidalu. Elektroninė nosis išmokyta atpažinti ir numatyti mėsos šviežumą iš didelės brūkšninių kodų bibliotekos. Paskola: NTU Singapūras

20 brūkšninio kodo juostelių elektroninėje nosyje veikia kaip receptoriai. Kiekviena juosta yra pagaminta iš citozino (natūralaus cukraus), kuris yra įdėtas į celiuliozės darinį ir užpilamas kitokio tipo dažais. Šie dažikliai reaguoja su mėsos skilimo metu išsiskiriančiomis dujomis և keičia spalvą, reaguodami į skirtingų tipų dujų koncentracijas, todėl gaunamas unikalus spalvų derinys, kuris yra „kvapnus piršto atspaudas“ bet kokioms mėsos sąlygoms.

Pavyzdžiui, pirmoje brūkšninių kodų eilėje yra geltonos spalvos dažų, kurie yra šiek tiek rūgštūs. Veikiami azoto turinčių junginių, kurie susidaro dėl mėsos skilimo (vadinamų bioaminais), šie geltoni dažai tampa mėlyni, kai dažai reaguoja su šiais junginiais. Spalvos intensyvumas keičiasi didėjant bioamino koncentracijai, nes mėsa toliau suyra.

Šiam tyrimui mokslininkai pirmiausia sukūrė klasifikavimo sistemą (šviežia, mažiau šviežia ar sugadinta), naudodama tarptautinį mėsos šviežumo nustatymo standartą. Tai daroma atėmus և matuojant amoniako kiekį և du kitus bioaminus, esančius plačiai naudojamoje skaidrioje PVC (polivinilchlorido) pakavimo plėvelėje 4, laikomoje 4 ° C (39 °) temperatūroje.Farenheitas) penkias dienas įvairiais intervalais.

Tuo pačiu metu jie stebėjo šių žuvų pakelių šviežumą su brūkšniniais kodais, priklijuotais prie PVC plėvelės vidaus, neliesdami žuvies. Šie brūkšninių kodų vaizdai buvo daromi įvairiais intervalais per penkias dienas.

Elektroninė nosis pasiekia 98,5% bendrą tikslumą

Tada, norint nustatyti kvapo pirštų atspaudų modelius, atitinkančius kiekvieną šviežumo kategoriją, buvo naudojamas AI algoritmo tipas, žinomas kaip gilūs konvoliuciniai neuroniniai tinklai su skirtingais brūkšninių kodų vaizdais.

Norėdami įvertinti elektroninių nosies prognozių tikslumą, NTU mokslininkai stebėjo komerciškai supakuotų vištienos, žuvies ir jautienos šviežumą su brūkšniniais kodais, priklijuotais ant pakavimo membranos ir laikomais 25 ° C (77 ° Fahrenheit) temperatūroje. Per 48 valandas įvairiais laiko intervalais buvo padaryta daugiau nei 4000 brūkšninių kodų iš šešių mėsos pakuočių, neatidarant skirtingų mėsos pakuočių.

Tyrėjų grupė pirmiausia išmokė savo sistemą pasirinkti ribas iš kvapiųjų pirštų atspaudų su 3475 brūkšniniais kodais, prieš patikrindami likusios sistemos tikslumą likusiuose vaizduose.

Rezultatai parodė 98,5% bendrą tikslumą. 100% sugadintos mėsos identifikavimo tikslumas, 96–99% և šviežios և mažiau šviežios mėsos tikslumas.

Palyginimui, tyrimų grupė atsitiktinai pasirinko 20 brūkšninių kodų vaizdų kiekvienai šviežumo kategorijai, kad įvertintų Euklido atstumo analizės prognozės tikslumą, paprastai naudojamą matuojant brūkšninius kodus primenančių jutiklių, naudojamų šioje elektroninėje nosyje, atsaką. Ši analizė parodė bendrą tikslumą 61,7%.

Medžiagų mokslo ir inžinerijos katedros profesorius profesorius Chenas sakė: „Nors elektroninės nosys buvo plačiai ištirtos, vis dar yra strigčių jų komercializavimui dėl problemų, susijusių su esamais prototipais, kad būtų galima tiksliai nustatyti ir identifikuoti kvapus. Mums reikalinga sistema, turinti galingą jutiklio diegimą ir duomenų analizės metodą, kuris galėtų tiksliai numatyti uoslės pirštų atspaudus, kuriuos siūlo mūsų el. Nosis.

„Jo nesugriaunama, automatizuota realaus laiko stebėjimo galimybė taip pat gali būti naudojama siekiant nustatyti kitų rūšių greitai gendančius maisto produktus išskiriančias dujas, kai jie tampa mažiau švieži, ir tai suteikia plačiai naudojamą naują platformą maisto kokybės kontrolei, kas tai yra“. yra: mes dabar dirbame “.

Nuoroda. Lingling Guo, Ting Wang, Zhonghua Wu, Jianwu Wang, Ming Wang, Zequn Cui, Shaobo Ji, Jianfei, Chuanlaong Xu և Xia, 2020 m. Spalio 1 d, Pažangios medžiagos:,
DOI: 10.1002 / adma.202004805:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

3700 metų Babilono molio planšetė yra antrasis pasaulyje taikomosios geometrijos modelis

Si.427 yra rankinė planšetė 1900–1600 m. Pr. Kr., Pagaminta Babilono matininko. Jame rašoma, kad molis, ir jį parašė žemėlapio kūrėjas ant vėžlio. ...

Afrikos dulkių gabenimo per Šiaurės Atlanto vandenyną istorija

Iki Rosenstielio Majamio universiteto jūrų ir atmosferos mokslų mokykla 2021 m. Rugpjūčio 4 d Susidomėjimas Afrikos dulkėmis prasidėjo prieš 50 metų, kai buvo nustatyta, kad jos...

Nepaprasta nauja medžiaga paverčia atliekas energija

Išgrynintas lakštinis selenidas turi labai aukštą šilumos laidumą. Atkaklumas: NASA 2020 m Astronautą čia, Žemės planetoje, maitina kažkas labai pageidautino - termoelektrinis prietaisas, kuris...

Geriamosios vakcinos kartais nepavyksta skurdžiose šalyse – nauji tyrimai paaiškina, kodėl

Sveikas pelės žarnynas, panašus į ilgą pirštą (kairėje), ir žarnos, turinčios nenormalią aplinkos funkciją, su trumpu gluosniu (dešinėje). Kreditas: Amret Ta But Thacha Remiantis...

Newsletter

Subscribe to stay updated.