南洋理工大學科學家發明“電子鼻子”,通過探測肉類發出的氣體並且結合人工智能,准確判斷肉類的新鮮程度,減少食物浪費。
這個電子鼻子是由20個不同接收器組成的“條碼”,能在不碰觸肉類下,安全黏著在包裝上。每個接收器是由嵌入纖維素衍生物的殼聚糖(chitosan)以及不同染料而制,能根據肉類在腐爛過程中散發的不同氣體和濃度産生反應。
如條碼中的第一行黃色染料在接觸到肉類腐壞時發出的生物胺(bioamines)時會轉換爲藍色,顔色深度也和生物胺濃度成正比。
由于肉類在不同腐壞階段下發出的氣體會使接收器産生獨特的顔色,使用人工智能的“掃碼器”手機應用,能通過分析20個接收器會組成獨特的條碼組合來判斷肉類的新鮮度,並且在30秒內將測試結果呈現在手機上。
研究人員對六份儲存在攝氏25度的雞肉、魚肉和牛肉進行測試,在48小時內截取了超過4000張條碼。其中的3475張用以訓練人工智能,其余的則用于測試。測試結果發現,人工智能能以98.5%的准確率分析接收器的反應。這就包括100%准確判斷腐壞的肉類,並以96%至99%的准確率判斷新鮮和比較不新鮮的肉類。
如果利用另一項比較常用的演算法,分析接收器的反應時的准確率只有61.75%。
研究團隊希望,比起傳統的“最佳使用日期”標簽,這項科技能更准確讓消費者確定肉類的新鮮程度,減少食物浪費。團隊已爲科技申請專利,並正和一家本地農業企業合作將概念推廣到其他易腐爛的食品。
領導這項研究的南洋理工大學材料科學和工程學院陳曉東教授說:“我們已在現實生活中經過測試,這項人工嗅覺系統能輕易融合在包裝材料中,並在短時間內測出結果,無需其他電子鼻技術所使用的厚重電線。它可確保消費者不丟棄仍能食用的産品,從而節省金錢,也有利于環保。”
這項研究已發表在今年10月的國際學術期刊《先進材料》(Advanced Materials)上,來自中國江南大學和澳大利亞莫納什大學的科學家也參與研究。