Một số nhà vật lý rất coi trọng chất lượng cà phê của họ trong khi những người khác sẽ giải quyết bất kỳ hạt cũ nào miễn là nó giữ cho họ tỉnh táo trong quá trình chạy thử nghiệm qua đêm. Giờ đây, họ có thể sử dụng hình ảnh đa kính và trí thông minh nhân tạo để chọn hạt đậu của mình, nhờ vào nghiên cứu được thực hiện ở Brazil.
Theo Hiệp hội Cà phê Đặc sản Hoa Kỳ, một loại cà phê đặc sản phải đạt được điểm từ 80 trên 100 trở lên trong thang chất lượng của hiệp hội. Cà phê thường được kiểm tra ở ba giai đoạn - hạt thô, hạt rang và nếm cà phê làm từ hạt. Điều này được thực hiện bằng cách gửi đậu thô cho ba người độc lập (được gọi là giám tuyển) thực hiện các bài kiểm tra.
Đây là một quá trình tốn kém và tốn thời gian, vì vậy Winston Pinheiro Claro Gomes tại Đại học São Paulo và các đồng nghiệp đã phát triển một cách phân loại hạt cà phê công nghệ cao hơn nhiều. Nhóm nghiên cứu đã phát triển hệ thống của mình bằng cách lần đầu tiên thực hiện các phép đo hình ảnh đa mặt trên 16 mẫu hạt cà phê xanh khác nhau. Kỹ thuật này chiếu sáng một mẫu bằng ánh sáng ở một số bước sóng khác nhau và sau đó đo ánh sáng phản xạ của mẫu - và cả huỳnh quang từ mẫu.
Tìm kiếm sự khác biệt
Mười trong số các mẫu là đậu đặc sản đoạt giải, và sáu là đậu tiêu chuẩn được mua tại chợ địa phương. Các hệ thống trí tuệ nhân tạo sau đó được sử dụng để tìm kiếm sự khác biệt và tương đồng giữa các hình ảnh đa phương diện của các mẫu chất lượng cao hơn và thấp hơn.
Phân tích cho thấy rằng những hạt đậu tốt hơn có xu hướng đồng đều hơn về hình dạng khi nhìn bằng ánh sáng nhìn thấy, trong khi những hạt đậu kém hơn có xu hướng có tín hiệu huỳnh quang mạnh hơn. Nhóm nghiên cứu tin rằng những tín hiệu này có liên quan đến vô số hợp chất hóa học (bao gồm cả caffeine) được tìm thấy trong cà phê. Các biến thể về mức độ của một số hợp chất này có thể được sử dụng để phân biệt giữa các loại đậu khác nhau, vì vậy nhóm nghiên cứu hy vọng rằng kỹ thuật của họ có thể sớm được sử dụng để xác định các loại đậu có tiềm năng trở thành cà phê đặc sản.
Nghiên cứu được mô tả trong Máy tính và điện tử trong nông nghiệp.
Như nghiên cứu của Brazil cho thấy, thiên nhiên cung cấp cho việc sử dụng rất nhiều hóa chất và vật liệu hữu ích. Một trong những vật liệu như vậy là kitin, xuất hiện trong bộ xương ngoài của động vật như côn trùng và động vật giáp xác. Chitin đã được tìm thấy một số ứng dụng trong công nghiệp và y tế và thậm chí có thể được sử dụng như một vật liệu xây dựng trên sao hỏa.
Thân thiện với môi trường
Bây giờ, Liangbing Hu tại Đại học Maryland và các đồng nghiệp đã sử dụng một vật liệu có nguồn gốc từ chitin gọi là chitosan để tạo ra chất điện phân trong pin. Chất điện phân là vật liệu trong pin mà các ion chảy qua khi pin được sạc và xả. Nó thường được làm từ các hóa chất độc hại hoặc dễ cháy, vì vậy các nhà nghiên cứu đang cố gắng phát triển các vật liệu mới thân thiện hơn với môi trường.
Một tính năng chính của chất điện phân mới của nhóm nghiên cứu là nó có thể được phân hủy sinh học bởi vi sinh vật trong khoảng năm tháng. Hơn nữa, chitosan có thể được lấy từ vỏ cua và chất thải thủy sản khác - và thậm chí từ một số loại nấm - làm cho nó trở thành một sản phẩm bền vững.
Hu và các đồng nghiệp đã sử dụng chất điện phân để tạo ra một loại pin dựa trên kẽm chứ không phải lithium, loại pin sau này là một kim loại hiếm hơn nhiều. Hu nói rằng pin kẽm được thiết kế tốt sẽ rẻ hơn và an toàn hơn so với pin lithium của chúng. Thật vậy, pin kẽm và chitosan của họ có hiệu suất năng lượng là 99.7% sau 1000 chu kỳ pin - mà nhóm nghiên cứu cho biết đây là một lựa chọn khả thi để lưu trữ năng lượng do gió và hệ mặt trời tạo ra.
Pin được mô tả trong chất.
