09.08.2023
Новое приложение для смартфона, которое определит свежесть пищевых продуктов, разработали ученые в Московском физико-техническом институте университете. Программа поможет в тех случаях, когда на глаз определить их качество затруднительно. Например, приложение сможет распознать, дозрела ли спрятанная под плотной кожурой мякоть арбуза и не прокис ли творог, скрытый под заводской упаковкой.
Программа сможет работать благодаря Wi-Fi. Это технология беспроводной передачи данных, которая использует радиоволны определенной частоты. При их прохождении через различные среды изменяется сила сигнала. Взяв за основу этот факт ученые определили, как он будет изменяться в зависимости от степени зрелости того или иного продукта.
«Можно выделить физические и химические критерии спелости. Например, при созревании фруктов увеличивается содержание сахара в них. Это изменяет диэлектрические свойства внутренней среды плода. Эти свойства влияют на уровень Wi-Fi-сигнала, пропущенного через продукт. По сути, антенна — это компактный анализатор. Для его полноценной работы необходимо было написать программное обеспечение, что и было выполнено»,— рассказал «Известиям» один из авторов разработки руководитель лаборатории радиофотоники Центра фотоники и двумерных материалов, ведущий научный сотрудник НИЦ телекоммуникаций МФТИ Дмитрий Филонов.
Он отметил, что в настоящее время уже существуют сенсоры для определения свежести продуктов питания. Их минус в том, что они представляют собой отдельные устройства. Гораздо удобнее, если полезная функция будет встроена в мобильный телефон, который всегда находится рядом с человеком.
Также специалист подчеркнул, что новый метод неинвазивный, то есть дает возможность выполнить диагностику без нарушения целостности исследуемого объекта. По мнению ученого, вышеперечисленные факторы позволят каждому человеку в экспресс-режиме проводить проверку продуктов питания смартфоном непосредственно у прилавка.
На начальном этапе для проведения экспериментов исследователи использовали два смартфона: один раздавал сигнал Wi-Fi, а другой его принимал. При этом изучаемый объект устанавливался между устройствами. Таким образом минимизировалось воздействие внешних факторов. В дальнейшем, объяснил Дмитрий Филонов, можно будет обойтись одним телефоном.
«Антенны смартфонов очень чувствительны. Они могут зафиксировать даже небольшое изменение параметров окружающей среды на поступающем сигнале. Поэтому, если мы раздадим Wi-Fi-сигнал, то по тому, какая часть мощности вернулась, мы сможем уже судить о сканируемом предмете»,— сказал он.
Также ученый отметил, что по программе академического лидерства «Приоритет 2030» аналогичное решение разрабатывается для стационарных устройств, которые будут устанавливаться в точках продаж продуктов питания. Они будут работать наподобие касс самообслуживания. В таком случае покупателям не нужно будет использовать собственные мобильные телефоны.
Эксперты отрасли отметили, что полноценного мобильного ПО для проверки свежести продуктов на рынке нет. Аналоги представляют собой списки «наводящих» вопросов или база отзывов, где продавцы делятся впечатлениями о качестве продуктов от тех или иных поставщиков. Поэтому разработка МФТИ имеет шанс на коммерческий успех. При этом специалисты отмечают ряд сложностей, с которыми создатели могут столкнуться.
«Как и многие другие функции на смартфонах, оно слабо востребовано из-за традиционного к ним отношения по типу: слишком неточно для профессионалов и слишком сложно для обычного потребителя»,— объяснил «Известиям» главный редактор интернет-журнала о потребительской электронике Ferra.ru Евгений Харитонов.
Обозреватель добавил, что для точных результатов проверки качества продуктов в смартфоны нужно добавить инфракрасный микроспектрометр. Этот датчик также позволил бы определять качество лекарств. Но плотность компоновки современных мобильных телефонов крайне высока, поэтому подобных внедрений в ближайшее время ожидать не стоит.
«Идея на уровне прототипа замечательная, но, чтобы это работало, нужно собрать гигантскую базу образцов, как изменяется Wi-Fi-сигнал в тех или иных средах. При этом в реальной жизни эти сигналы будут различаться в зависимости внешних помех, от формы и размера продуктов и множества других факторов»,— рассказал ведущий аналитик компании Mobile Research Group Эльдар Муртазин.
«Учитывая, что при использовании приложения от пользователя потребуется только его установка на смартфон, предполагается, что при его появлении на рынке возникнет большой интерес. Но перед этим необходима еще большая работа по формированию базы данных и отладке приложения»,— высказал свое мнение научный сотрудник Национального исследовательского университета ИТМО Андрей Саянский.
По словам разработчиков МФТИ, сейчас они совершенствуют математический аппарат приложения и производят формирование библиотеки антенных откликов для разных видов продуктов и для разной степени их свежести и зрелости. Кроме того, работа приложения тестируется на разных моделях телефонов. При необходимости вносятся соответствующие поправки.
Первая версия программы будет совместима с Android. В дальнейшем приложение будет доработано и для других операционных систем. Для более качественного обучения программы ученые планируют использовать алгоритмы машинного обучения и искусственного интеллекта.
Андрей Коршунов
Ваш смартфон может определить качество арбуза через Wi-Fi
Ученые Московского физико-технического института (МФТИ) разработали мобильное приложение для определения свежести продуктов. Оно основано на интерпретации уровня сигнала Wi-Fi, пропущенного через плоды. Такой способ позволит изучить содержимое овощей и фруктов, не нарушая их целостности. Аналогичное решение специалисты создают для стационарных устройств. Их предлагают устанавливать в гастрономических отделах супермаркетов. Эксперты отрасли отметили, что новинка может быть востребована. Однако если диагностика не будет достаточно точной, интерес потребителей к изобретению ослабнет.
Новое приложение для смартфона, которое определит свежесть пищевых продуктов, разработали ученые в Московском физико-техническом институте университете. Программа поможет в тех случаях, когда на глаз определить их качество затруднительно. Например, приложение сможет распознать, дозрела ли спрятанная под плотной кожурой мякоть арбуза и не прокис ли творог, скрытый под заводской упаковкой.
Программа сможет работать благодаря Wi-Fi. Это технология беспроводной передачи данных, которая использует радиоволны определенной частоты. При их прохождении через различные среды изменяется сила сигнала. Взяв за основу этот факт ученые определили, как он будет изменяться в зависимости от степени зрелости того или иного продукта.
«Можно выделить физические и химические критерии спелости. Например, при созревании фруктов увеличивается содержание сахара в них. Это изменяет диэлектрические свойства внутренней среды плода. Эти свойства влияют на уровень Wi-Fi-сигнала, пропущенного через продукт. По сути, антенна — это компактный анализатор. Для его полноценной работы необходимо было написать программное обеспечение, что и было выполнено»,— рассказал «Известиям» один из авторов разработки руководитель лаборатории радиофотоники Центра фотоники и двумерных материалов, ведущий научный сотрудник НИЦ телекоммуникаций МФТИ Дмитрий Филонов.
Он отметил, что в настоящее время уже существуют сенсоры для определения свежести продуктов питания. Их минус в том, что они представляют собой отдельные устройства. Гораздо удобнее, если полезная функция будет встроена в мобильный телефон, который всегда находится рядом с человеком.
Также специалист подчеркнул, что новый метод неинвазивный, то есть дает возможность выполнить диагностику без нарушения целостности исследуемого объекта. По мнению ученого, вышеперечисленные факторы позволят каждому человеку в экспресс-режиме проводить проверку продуктов питания смартфоном непосредственно у прилавка.
На начальном этапе для проведения экспериментов исследователи использовали два смартфона: один раздавал сигнал Wi-Fi, а другой его принимал. При этом изучаемый объект устанавливался между устройствами. Таким образом минимизировалось воздействие внешних факторов. В дальнейшем, объяснил Дмитрий Филонов, можно будет обойтись одним телефоном.
«Антенны смартфонов очень чувствительны. Они могут зафиксировать даже небольшое изменение параметров окружающей среды на поступающем сигнале. Поэтому, если мы раздадим Wi-Fi-сигнал, то по тому, какая часть мощности вернулась, мы сможем уже судить о сканируемом предмете»,— сказал он.
Также ученый отметил, что по программе академического лидерства «Приоритет 2030» аналогичное решение разрабатывается для стационарных устройств, которые будут устанавливаться в точках продаж продуктов питания. Они будут работать наподобие касс самообслуживания. В таком случае покупателям не нужно будет использовать собственные мобильные телефоны.
Эксперты отрасли отметили, что полноценного мобильного ПО для проверки свежести продуктов на рынке нет. Аналоги представляют собой списки «наводящих» вопросов или база отзывов, где продавцы делятся впечатлениями о качестве продуктов от тех или иных поставщиков. Поэтому разработка МФТИ имеет шанс на коммерческий успех. При этом специалисты отмечают ряд сложностей, с которыми создатели могут столкнуться.
«Как и многие другие функции на смартфонах, оно слабо востребовано из-за традиционного к ним отношения по типу: слишком неточно для профессионалов и слишком сложно для обычного потребителя»,— объяснил «Известиям» главный редактор интернет-журнала о потребительской электронике Ferra.ru Евгений Харитонов.
Обозреватель добавил, что для точных результатов проверки качества продуктов в смартфоны нужно добавить инфракрасный микроспектрометр. Этот датчик также позволил бы определять качество лекарств. Но плотность компоновки современных мобильных телефонов крайне высока, поэтому подобных внедрений в ближайшее время ожидать не стоит.
«Идея на уровне прототипа замечательная, но, чтобы это работало, нужно собрать гигантскую базу образцов, как изменяется Wi-Fi-сигнал в тех или иных средах. При этом в реальной жизни эти сигналы будут различаться в зависимости внешних помех, от формы и размера продуктов и множества других факторов»,— рассказал ведущий аналитик компании Mobile Research Group Эльдар Муртазин.
«Учитывая, что при использовании приложения от пользователя потребуется только его установка на смартфон, предполагается, что при его появлении на рынке возникнет большой интерес. Но перед этим необходима еще большая работа по формированию базы данных и отладке приложения»,— высказал свое мнение научный сотрудник Национального исследовательского университета ИТМО Андрей Саянский.
По словам разработчиков МФТИ, сейчас они совершенствуют математический аппарат приложения и производят формирование библиотеки антенных откликов для разных видов продуктов и для разной степени их свежести и зрелости. Кроме того, работа приложения тестируется на разных моделях телефонов. При необходимости вносятся соответствующие поправки.
Первая версия программы будет совместима с Android. В дальнейшем приложение будет доработано и для других операционных систем. Для более качественного обучения программы ученые планируют использовать алгоритмы машинного обучения и искусственного интеллекта.
Андрей Коршунов