研究人員開發出能通過變色二維碼顯示肉類新鮮度的電子鼻

2020-11-10 cnBeta

據外媒報導，更準確地知道什麼時候我們所吃食物不再安全能有助於避免大量浪費。一個國際科學家團隊提出了一種解決方案，即以電子鼻的形式依靠顏色變化的條形碼來跟蹤不同肉類的新鮮度。據悉，電子鼻研發由新加坡南洋理工大學的科學家領導，他們的團隊專注於研究肉腐爛時產生的氣體。

這個解決方案實際上是在模仿哺乳動物的鼻子，在那裡這些類型的氣體跟感受器結合進而產生信號傳遞到大腦並被人類解讀為已經老化或腐爛了的肉的氣味。

電子鼻則有一組由殼聚糖和纖維素衍生物組成的20條棒狀物質，這些棒狀物質裝有不同的染料。這些氣體是由腐爛的肉產生，染料則通過顏色的改變進行反應並創造出獨特的圖案，而這些圖案可以用來作為肉的不同狀態的獨特標誌。

除了變色條形碼，研究人員還開發出了一種AI算法來充當「條形碼閱讀器」。這是在不同條形碼和顏色圖案的圖像目錄上進行訓練的，因此不同的氣味指紋可以跟不同的新鮮度相關聯。

通過將算法加載到智慧型手機應用上以及將條形碼粘在雞肉、魚肉和牛肉產品的包裝膜上，科學家們能利用他們的方法來評估不同肉類的新鮮度。電子鼻能100%準確地檢測出變質的肉類，而檢測新鮮或不那麼新鮮的肉類的準確率則能達到96-99%。總體來說，它的準確率為98.5%。

「這些條形碼確保了消費者不會丟棄仍適合食用的產品，進而起到幫助消費者省錢的目的，同時也有利於環境，」該研究的論文共同作者Chen Xiaodong教授說道，「條形碼的可生物降解性和無毒特性也意味著它們可以安全地應用於食品供應鏈的各個環節以確保食品的新鮮度。」

該團隊已經為這項技術申請了專利，他們希望能進一步改進該系統從而能應用到其他類型的易腐食品中。

相關焦點

  • 科學家研發仿生「電子鼻」30秒識別食品新鮮度，內嵌CNN算法
    新加坡南洋理工大學（NTU）的研究人員通過模仿哺乳動物的嗅覺系統，發明了人工「電子鼻」，可準確評估肉類的新鮮度。實驗數據顯示，「電子鼻」檢測準確率高達至 98.5%，而傳統檢測方法只有 61.7%。前者放置於肉類周圍，條形碼因為肉類中的不同濃度的揮發性氣體而產生變色；後者是 「中樞神經系統」，用以解讀變色的條碼，給出新鮮度結果。
  • 科學家研發仿生「電子鼻」30秒識別食品新鮮度,內嵌CNN算法
    新加坡南洋理工大學（NTU）的研究人員通過模仿哺乳動物的嗅覺系統，發明了人工「電子鼻」，可準確評估肉類的新鮮度。實驗數據顯示，「電子鼻」檢測準確率高達至 98.5%，而傳統檢測方法只有 61.7%。該研究成果由 NTU 聯合中國江南大學以及澳大利亞莫納什大學共同完成，並於 10 月發表在科學雜誌《先進材料》上。
  • NTU研究人員模仿哺乳動物的嗅覺系統,發明人工「電子鼻」
    隨著嗅覺機理研究的不斷深入以及現代生物醫學技術的不斷進步，人類對於嗅覺的研究也從最早的化學分析方法逐漸發展成儀器分析方法，尤其是採用了仿生技術的機器嗅覺時代的到來，對氣體的識別能力越來越強，識別率也逐漸得到穩步提升。新加坡南洋理工大學（NTU）的研究人員通過模仿哺乳動物的嗅覺系統，發明了人工「電子鼻」，可準確評估肉類的新鮮度。
  • 科學家研發仿生「電子鼻」
    新加坡南洋理工大學（NTU）的研究人員通過模仿哺乳動物的嗅覺系統，發明了人工「電子鼻」，可準確評估肉類的新鮮度。實驗數據顯示，「電子鼻」檢測準確率高達至 98.5%，而傳統檢測方法只有 61.7%。該研究成果由 NTU 聯合中國江南大學以及澳大利亞莫納什大學共同完成，並於 10 月發表在科學雜誌《先進材料》上。
  • 嗅覺AI:為減少食物浪費出點力
    根據最近幾年的觀察，研究人員已經對氣體的AI識別，特別是對氣體或液體的有害性識別上有所進展。現在研究人員對於食物的氣味識別，有了新的嗅覺智能的解決方案。一種是還原的方式，比如谷歌的科學家們採用的方式就是通過氣味的識別模型來推到出氣體的分子結構，進而再推到大腦嗅覺感知的運作方法。一種是模擬的方式，比如奈及利亞的一個研究小組直接用生物傳感器和晶片來識別特定氣味，他們研發了一種使用小鼠神經元製造的計算機晶片，可以通過氣味訓練，用來檢測揮發性化學物質、爆炸物甚至是癌症等疾病的氣味。
  • 科學家研究出可以嗅出疾病的電子鼻
    科學家研究出可以嗅出疾病的電子鼻 2008年01月28日 11:17 來源：光明日報 工程師正在仿照人類的鼻子來開發電子鼻，為不斷尋求微創技術的醫生開拓出一個嶄新的領域——利用鼻子了解人體狀況。
  • 韓國開發出可鑑別肺癌的電子鼻
    據韓國中央日報報導，韓國盆塘首爾大學附屬醫院與韓國電子通訊研究院聯合研究團隊最近開發出通過分析呼出氣體診斷肺癌的「電子鼻」技術。該研究成果刊載在國際學術刊物《Sensors & Actuators; B. Chemical》上。研究團隊採集了37名肺癌患者和48名健康成年人呼出的氣體，並成功利用「電子鼻」鑑定出癌細胞產生的化學物質。所謂「電子鼻」是利用肺癌患者數據，區分氣味、分析化學成分的智能化的電子儀器。        人體中含有與呼吸相關的蛋白質——細胞色素P450混合功能氧化酶系。
  • 研究人員以神經形態晶片打造超靈敏「電子鼻」
    英特爾(Intel)和美國康乃爾大學(Cornell University)的研究人員連手開發一種靈敏的「電子鼻」(electronic nose)系統，它就像最先進的深度學習系統一樣，能夠準確地檢測10種不同的化學物質，而只需進行少量的人工智慧(AI)訓練。
  • 電子鼻組成及工作原理
    電子鼻與化學分析儀器(如 ：色譜儀 、光譜儀等)不同，它給出的不是被測樣品中某種或某幾種成分的定性和定量結果，而是樣品中揮發成分的整體信息，又稱 「指紋」數據 。它通過模擬人的嗅覺 ，以與人和動物的鼻子一樣的原理「聞到」的是 目標物的總體氣息 。它不僅可以檢測到各種不同的氣味的不同信號 ，而且可以對這些信號與經過 「學習」和 「訓練」後建立的資料庫中的信號進行比較、識別和判斷。
  • 前瞻:通用「電子鼻「能實現嗎?
    研究人員孜孜以求堅持不懈地研發電子鼻(electronic nose)，是因為用於氣味或味道檢測的通用傳感器非常有用。 氣相色譜法或液相色譜法是目前用來判定未知氣味或味道最成功的方法。這種方法需要苦心準備，比較起來，倒不如把東西拿起來聞一聞或者嘗一嘗，然後說「嗯…聞起來/嘗起來…」要快得多也簡單得多。
  • 「通用」電子鼻的實現任重道遠
    研究人員孜孜以求堅持不懈地研發電子鼻，因為用於氣味或味道檢測的通用傳感器非常有用。R5xednc氣相色譜法或液相色譜法是目前用來確定未知氣味或味道最成功的方法，這種方法需要費心準備，比較起來，倒不如把東西拿起來聞一聞或者嘗一嘗，然後說「嗯……聞起來/嘗起來……」要快得多也簡單得多。
  • 科學家創造出能嗅出炸藥氣味的半機器人蝗蟲，能通過手機顯示信息
    科學家們的研究首次展示了生物嗅覺系統如何被人類用傳感器加計算機的形式截獲，從而開發出一種機器人化學傳感方法。研究小組將電極植入了這種生物大腦中接收嗅覺的區域——觸角葉，以使人們能夠看到它聞到了什麼氣味。
  • 荷蘭新研究:用「電子鼻」快速「嗅」出肺癌免疫療法適用者
    新華社北京9月18日電 荷蘭阿姆斯特丹大學醫學中心日前研發出一種快速檢測法，利用「電子鼻」分析肺癌患者呼出的化學物質，從而確定該患者是否適用免疫療法，準確率達85%。　　免疫療法的引入極大改善了晚期非小細胞肺癌的治療，但目前它的有效率僅在20%左右，其中一個原因就是不能在治療前確定這種療法是否適用於患者。
  • 電子鼻應用於豬肉丸子香味預測
    目前已有很多關於豬肉風味的研究，脂質氧化和美拉德反應被認為是形成肉類特徵性風味的2 個最主要的途徑。目前電子鼻技術已經廣泛應用於食品領域中的食物分類和品質檢測，但少有將電子鼻應用在食品風味的預測上。來自中國農業大學信息與電氣工程學院的蔣強、鄭麗敏和田立軍等人在電子鼻對不同丸子樣本能夠良好分類的基礎上。
  • 研究人員開發出可以「感覺」疼痛的電子皮膚
    玩懂手機網 9 月 8 日資訊，創建人造皮膚的概念並不新鮮，讓這些皮膚 「感覺」 或者接觸到什麼東西也並不是什麼新鮮事，最近 RMIT 的研究人員又在這些基礎上前進了一步，開發出了可以明顯帶來疼痛感的電子人造皮膚。
  • 水質檢測筆可檢測肉質新鮮度?靠譜
    兩日來，記者從市場上選購了3種生鮮豬肉，在洛龍區食藥監局工作人員的協助下，通過實驗的方法證實水質檢測筆確實能檢測豬肉新鮮度。工作人員還說，不少人有長期冷凍生鮮肉的習慣，但這種做法不可取，要慎重食用冷凍時間超過3個月的肉品。
  • 研究人員通過3D列印射頻探頭開發磁共振應用
    潛在的應用除上述實驗外，研究人員還試圖通過定製設計探頭來證明其方法的普遍適用性。性能測試表明，儘管線圈材料的導電性存在某些缺點，但3D列印的探頭仍能以較高的信噪比（SNR）獲得圖像。研究人員稱，這意味著該方法在定製MRI應用方面具有「廣闊前景」。
  • 生物醫療 || 電子鼻強勢進軍醫療領域
    一項發表在《消化道》(Gut)雜誌網絡版上的原理研究證明，一種可攜式「電子鼻」可以準確地檢測出食管癌的前兆--巴雷特食管(Barret食管)。巴雷特食管(BE)是指食管下段的復層鱗狀上皮被單層柱狀上皮所替換的一種病理現象，簡單理解就是沿著食管排列的健康細胞被異常細胞所取代。