Jotkut fyysikot ottavat kahvinsa laadun erittäin vakavasti, kun taas toiset tyytyvät mihin tahansa vanhaan papuun niin kauan kuin se pitää heidät hereillä yön yli suoritettavan kokeellisen ajon aikana. Nyt he voisivat käyttää monispektristä kuvantamista ja tekoälyä papunsa valitsemiseen Brasiliassa tehdyn tutkimuksen ansiosta.
Amerikan Specialty Coffee Associationin mukaan erikoiskahvin on saavutettava 80 tai enemmän pisteet 100 mahdollisesta yhdistyksen laatuasteikolla. Kahvia testataan yleensä kolmessa vaiheessa – raakapavut, paahdetut pavut ja kahvipavuista valmistettu makukahvi. Tämä tehdään lähettämällä raakoja papuja kolmelle riippumattomalle henkilölle (kutsujalle), jotka tekevät testit.
Tämä on kallis ja aikaa vievä prosessi, joten Winston Pinheiro Claro Gomes São Paulon yliopistosta ja kollegat ovat kehittäneet paljon korkealuokkaisemman tavan lajitella kahvipavut. Ryhmä kehitti järjestelmänsä suorittamalla ensin monispektrikuvausmittauksia 16 eri näytteellä vihreistä kahvipavuista. Tämä tekniikka valaisee näytteen valolla useilla eri aallonpituuksilla ja mittaa sitten näytteen heijastaman valon – ja myös näytteen fluoresenssin.
Etsii eroja
Näytteistä kymmenen oli palkittuja erikoispapuja ja kuusi paikallisilta markkinoilta ostettuja tavallisia papuja. Tekoälyjärjestelmiä käytettiin sitten etsimään eroja ja yhtäläisyyksiä korkealaatuisten ja huonompilaatuisten näytteiden monispektrikuvien välillä.
Analyysi paljasti, että paremmat pavut olivat muodoltaan tasaisempia näkyvässä valossa katsottuna, kun taas huonommilla papuilla oli yleensä voimakkaammat fluoresenssisignaalit. Ryhmä uskoo, että nämä signaalit liittyvät lukemattomiin kemiallisiin yhdisteisiin (mukaan lukien kofeiini), joita löytyy kahvista. Joidenkin näiden yhdisteiden pitoisuuksien vaihtelua voidaan käyttää erottamaan eri paputyypit, joten tiimi toivoo, että sen tekniikkaa voitaisiin pian käyttää sellaisten papujen tunnistamiseen, jotka voivat olla erikoiskahveja.
Tutkimusta kuvataan Tietokoneet ja elektroniikka maataloudessa.
Kuten brasilialainen tutkimus osoittaa, luonto tarjoaa käyttöön runsaasti hyödyllisiä kemikaaleja ja materiaaleja. Yksi tällainen materiaali on kitiini, jota esiintyy eläinten, kuten hyönteisten ja äyriäisten, ulkopuolisissa luurankoissa. Kitiini on löytänyt useita teollisia ja lääketieteellisiä käyttötarkoituksia, ja sitä voitaisiin jopa käyttää a rakennusmateriaalia Marsissa.
Ympäristöystävällinen
Nyt, Liangbing hu Marylandin yliopistossa ja hänen kollegansa ovat käyttäneet kitosaaniksi kutsuttua kitiinistä johdettua materiaalia akun elektrolyytin luomiseen. Elektrolyytti on akussa oleva materiaali, jonka läpi ionit virtaavat akun latauksen ja purkamisen aikana. Se on usein valmistettu myrkyllisistä tai syttyvistä kemikaaleista, joten tutkijat yrittävät kehittää uusia materiaaleja, jotka ovat ympäristöystävällisempiä.
Tiimin uuden elektrolyytin avainominaisuus on, että mikrobit voivat hajottaa sen biologisesti noin viidessä kuukaudessa. Lisäksi kitosaani voidaan saada rapujen kuorista ja muusta kalajätteestä – ja jopa tietyntyyppisistä sienistä – mikä tekee siitä kestävän tuotteen.
Hu ja kollegat käyttivät elektrolyyttiä luodakseen akun, joka perustuu sinkkiin eikä litiumiin, joka on paljon harvinaisempi metalli. Hu sanoo, että hyvin suunnitellut sinkkiakut ovat halvempia ja turvallisempia kuin litiumparistot. Itse asiassa heidän sinkki- ja kitosaaniakun energiatehokkuus on 99.7 % 1000 akkujakson jälkeen – mikä tiimin mukaan tekee siitä varteenotettavan vaihtoehdon tuuli- ja aurinkojärjestelmien tuottaman energian varastointiin.
Akku on kuvattu kohdassa asia.
