Vissa fysiker tar kvaliteten på sitt kaffe på största allvar medan andra nöjer sig med vilken gammal böna som helst så länge den håller dem alerta under en experimentell körning över natten. Nu kunde de använda multispektral avbildning och artificiell intelligens för att välja sina bönor, tack vare forskning som gjorts i Brasilien.
Enligt Specialty Coffee Association of America måste ett specialkaffe uppnå en poäng på 80 eller mer av 100 möjliga på föreningens kvalitetsskala. Kaffe testas vanligtvis i tre steg – råa bönor, rostade bönor och smakkaffe gjort av bönorna. Detta görs genom att skicka råa bönor till tre oberoende personer (kallade cuppers) som gör testerna.
Detta är en dyr och tidskrävande process, så Winston Pinheiro Claro Gomes vid universitetet i São Paulo och kollegor har utvecklat ett mycket mer högteknologiskt sätt att sortera kaffebönor. Teamet utvecklade sitt system genom att först göra multispektrala bildmätningar på 16 olika prover av gröna kaffebönor. Denna teknik belyser ett prov med ljus på flera olika våglängder och mäter sedan ljuset som reflekteras av provet – och även fluorescens från provet.
Letar efter skillnader
Tio av proverna var prisbelönta specialbönor och sex var standardbönor köpta på en lokal marknad. System med artificiell intelligens användes sedan för att leta efter skillnader och likheter mellan de multispektrala bilderna av proverna med högre och lägre kvalitet.
Analysen visade att de bättre bönorna tenderade att vara mer enhetliga i form när de ses med synligt ljus, medan sämre bönor tenderade att ha mer intensiva fluorescenssignaler. Teamet tror att dessa signaler är relaterade till de otaliga kemiska föreningarna (inklusive koffein) som finns i kaffe. Variationer i nivåerna av vissa av dessa föreningar kan användas för att skilja mellan olika typer av bönor, så teamet är hoppfullt att dess teknik snart kan användas för att identifiera bönor med potential att bli specialkaffe.
Forskningen beskrivs i Datorer och elektronik inom jordbruket.
Som den brasilianska forskningen visar ger naturen användning med en mängd användbara kemikalier och material. Ett sådant material är kitin, som förekommer i exoskeletten hos djur som insekter och kräftdjur. Kitin har hittat ett antal industriella och medicinska användningsområden och kan till och med användas som en byggmaterial på Mars.
Miljövänlig
Nu, Liangbing hu vid University of Maryland och kollegor har använt ett kitinhärlett material som kallas kitosan för att skapa en batterielektrolyt. En elektrolyt är materialet i ett batteri genom vilket joner flödar när batteriet laddas och laddas ur. Det är ofta tillverkat av giftiga eller brandfarliga kemikalier, så forskare försöker utveckla nya material som är mer miljövänliga.
En nyckelfunktion i lagets nya elektrolyt är att den kan brytas ned biologiskt av mikrober på cirka fem månader. Dessutom kan kitosan härröra från krabbskal och annat skaldjursavfall – och till och med från vissa typer av svampar – vilket gör det till en hållbar produkt.
Hu och kollegor använde elektrolyten för att skapa ett batteri som är baserat på zink snarare än litium, det senare är en mycket ovanligare metall. Hu säger att väldesignade zinkbatterier är billigare och säkrare än sina motsvarigheter i litium. Faktum är att deras zink- och kitosanbatteri har en energieffektivitet på 99.7 % efter 1000 battericykler – vilket teamet säger gör det till ett lönsamt alternativ för att lagra energi som genereras av vind- och solsystem.
Batteriet beskrivs i Materia.
