Электронный дегустатор
Разработка технологии и устройства, представляющего собой молекулярный сенсор, позволяющий определить качество и вкусовые характеристики продукции путем спектрального анализа, а также анализа данных и машинного обучения.
Мотивация
Вкусовые ощущения субъективны и индивидуальны, хоть и связаны с химическим составом веществ. Именно поэтому, до сих пор, несмотря на развитие методов аналитической химии не существует "электронного носа" или "электронного дегустатора" хотя бы отдаленно похожих по результатам на наши органы чувств. В рамках данного проекта мы предпринимаем попытку сделать субъективное объективным используя современные подходы аналитики больших данных и искусственный интеллект. Данные методики относятся к разделу науки на стыке химии, физики и информатики называемой хемометрика.

В качестве исходных данных для анализа мы используем оптические спектры в ближнем инфракрасном диапазоне как источник информации о химическом составе вещества. Использование нейросетей должно позволить построить индивидуальные карты вкусовых ощущений, а соединение этих вкусовых карт с анализом спектральных данных позволит создать "электронный дегустатор ".


Принцип работы технологии
Пример сенсора
Принцип работы сенсора основан на наличии индивидуальных спектральных особенностей каждого вещества. Наиболее ярко данные особенности проявляются в средней ИК области спектра. Получение экспериментальных данных из этого диапазона представляет собой технически трудную задачу, требующую дорогостоящего и громоздкого оборудования. Однако использование алгоритмов анализа данных позволяет осуществить экстракцию необходимых данных из ближнего ИК-диапазона и даже из фотографий вещества. Используемое для такой задачи оборудование существенно дешевле и компактней. Таким образом, сенсор, способный извлечь нужную информацию из ближнего ИК- диапазона, является перспективным устройством. Сам сенсор состоит из трех основных элементов - спектрометр, облачное хранилище, а также алгоритм обработки данных. Сенсор позволяет определить качество (свежесть) и вкусовые характеристики (уровень сахара, кислотность и др.) как твердой, так и жидкостной пищевой продукции. Кроме того, сенсор допускает анализ продукции, помещенной в прозрачную упаковку.

Первоначально происходит замер спектра отражения пищевой продукции. В качестве источника излучения используется обычная лампа накаливания (или светодиодные лампы). Полученный спектр с помощью WiFi-модуля отправляется в облачное хранилище, где происходит его обработка. Используется двухступенчатый алгоритм обработки – первичная обработка осуществляется методом главных компонент, ее результат подается на вход классификационных деревьев, что позволяет выделить особенность (ту же вкусовую характеристику) у каждого анализируемого продукта.
Как мы делаем?
Области применения

Технология может быть востребована рядовыми покупателями а также производителями пищевой продукции, пищевым ритейлом, детскими садами, школами. Кроме того, сенсор может быть интересен также предприятиям ресторанного бизнеса как инструмент определения вкусовых характеристик элитной пищевой продукции (такой как кофе или вино).


Стадия проекта

Сенсор находится на стадии разработки прототипа. В данный момент производится тестирование написанных алгоритмов обработки данных, позволяющих извлечь нужную информацию из спектров. Также производится набор базы данных для разных продуктов.

В качестве тестовых объектов для обучения используется кофе и вино.


Заинтересовались проектом? Вступайте в нашу комнаду!
Made on
Tilda