Czy poprawi się jakość żywności?

Można zmierzyć nawet całą ziemię...

!reklama!

Technologia może być jednak wykorzystana także na szerszą skalę, np. do oceny zmian klimatycznych.

– Jesteśmy w stanie zmierzyć nawet całą Ziemię –  mówi Jędrzej Kowalewski, prezes polskiego Scanway. – Wszystko da się zmierzyć światłem, nawet skład chemiczny, ponieważ każdy obiekt ma swoją unikalną sygnaturę spektralną. To znaczy, że kolor chemiczny można zmierzyć, precyzyjnie analizując odcienie i barwy obiektu. HyperEye potrafi zobaczyć setki odcieni różnych barw, przetworzyć informacje na temat tego, z czego składa się dany obiekt, i poinformować, czy jakość naszego produktu jest odpowiednia. Możemy np. sprawdzić, czy na owocu znajdują się zarodniki pleśni, czy też jest to owoc czysty, pozbawiony wad.

Rozwój zaawansowanych systemów rozpoznawania i analizy obrazów pozwoli przyspieszyć i zautomatyzować cały szereg procedur, które przy wykorzystaniu tradycyjnych narzędzi analitycznych wymagały znacznie więcej czasu. Specjalistyczne kamery sprzężone z systemami sztucznej inteligencji umożliwiają obecnie wychwytywanie najdrobniejszych zmian i niedoskonałości produktów, których nie można wykryć gołym okiem.

Z narzędziami tego typu eksperymentuje m.in. firma ImpactVision, która rozwija właśnie metodę nieinwazyjnej kontroli jakości produktów spożywczych. System ten wykorzystuje kamery hiperspektralne do analizy widma światła w czasie rzeczywistym. Urządzenia optyczne są w stanie przeanalizować wygląd każdego obiektu w zasięgu widzenia obiektywu. Dane te są przesyłane następnie do komputera wyposażonego w narzędzia sztucznej inteligencji, które wykrywają pierwsze oznaki zepsucia bądź zanieczyszczenia pożywienia i przesyłają te informacje na linię produkcyjną, by można było odseparować je od pełnowartościowych produktów.

Polskie Scanway zaprojektowało natomiast kamery hiperspektralne HyperEye. Te jednak w przeciwieństwie do wielu konkurencyjnych rozwiązań nie zostały skonstruowane wyłącznie z myślą o wykorzystaniu ich na rynku spożywczym. Działają w pełni niezależnie i nie trzeba parować ich z zewnętrznymi komputerami specjalnie „wyszkolonymi” w procesach rozpoznawania obrazu, dlatego można też szybko i sprawnie przystosować je do funkcjonowania niemal w dowolnym środowisku, w tym m.in. w branży farmaceutycznej czy na liniach produkcyjnych fabryk samochodowych.

– HyperEye może zmierzyć obszar różnej wielkości, dzięki czemu znajdzie zastosowanie w fabryce, ale też w platformach lotniczych czy nawet satelitarnych. Jesteśmy w stanie zmierzyć nawet całą Ziemię –  podkreśla Jędrzej Kowalewski.

Potencjał spektrografów docenili też projektanci przemysłowych bezzałogowych pojazdów latających wykorzystywanych m.in. do monitoringu dużych przestrzeni z perspektywy lotu ptaka. Firma Parrot współpracując z inżynierami Airinov opracowała hiperspektralny dron rolniczy. Jest on wykorzystywany do analizowania kondycji upraw w szerokim spektrum, dzięki czemu rolnicy są w stanie wykryć pierwsze symptomy zmian chorobowych upraw, których nie pokażą zdjęcia satelitarne.

Potencjał spektrografów jest tak szeroki, że narzędzia tego typu mogą sprawdzić się niemal w dowolnym środowisku produkcyjnym.

– Wciąż brakuje rozległej wiedzy na temat implementowania takich systemów. Możemy albo rozwijać sieć ekspertów, która będzie potrafiła takie rozwiązania wdrażać, albo podamy tę wiedzę ekspercką na tacy. HyperEye jest zamkniętym rozwiązaniem spektralnym, które jednocześnie ma w sobie wiedzę, automatycznie potrafi przetworzyć dane pochodzące ze światła i dać użytkownikowi informację na temat jakości produktu. Nie trzeba wiele wiedzieć, żeby móc takie rozwiązania wdrożyć w przemyśle – przekonuje ekspert.

Analitycy z firmy BCC Research podkreślają, że wartość globalnego rynku spektroskopii w 2018 roku wyniosła 14,7 mld dol. Przewidują też, że do 2023 roku wzrośnie ona do 17 mld dol. przy średniorocznym tempie wzrostu na poziomie 3 proc. 

Warto przypomnieć, że łódzcy naukowcy też mają w spektografii spektakularne osiągnięcia. Laboratorium Laserowej Spektroskopii Molekularnej (LLSM) Politechniki Łódzkiej opracowało na przykład gotowe do komercjalizacji narzędzia diagnostyczne. To całkowicie innowacyjna metoda biopsji optycznej służąca do identyfikacji nowotworów oraz wirtualna analiza histopatologiczna oparta na pomiarach światła rozproszonego Ramana.