多光谱成像带来更好的咖啡,一种由蟹壳制成的电池

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满满的咖啡豆:使用该系统获取咖啡豆的多光谱图像,然后使用机器学习模型进行处理。 (礼貌:温斯顿·皮涅罗·克拉罗·戈麦斯)

一些物理学家非常重视咖啡的质量,而另一些物理学家会接受任何旧咖啡豆,只要它能让他们在通宵的实验运行中保持警觉。 现在,由于在巴西进行的研究,他们可以使用多光谱成像和人工智能来选择他们的豆子。

根据美国精品咖啡协会的规定,精品咖啡必须在该协会的质量量表上达到 80 分或更高分(满分 100 分)。 咖啡通常在三个阶段进行测试——生豆、烤豆和由豆制成的品尝咖啡。 这是通过将生豆发送给进行测试的三个独立人员(称为杯测人员)来完成的。

这是一个昂贵且耗时的过程,因此圣保罗大学的 Winston Pinheiro Claro Gomes 及其同事开发了一种更高科技的咖啡豆分类方法。 该团队首先对 16 种不同的生咖啡豆样本进行多光谱成像测量,从而开发了该系统。 该技术用几种不同波长的光照射样品,然后测量样品反射的光以及来自样品的荧光。

寻找差异

其中十个样品是屡获殊荣的特色豆类,六个是在当地市场购买的标准豆类。 然后使用人工智能系统来寻找高质量和低质量样本的多光谱图像之间的差异和相似之处。

分析表明,在可见光下观察时,较好的咖啡豆的形状往往更均匀,而较差的咖啡豆往往具有更强烈的荧光信号。 该团队认为,这些信号与咖啡中发现的无数化合物(包括咖啡因)有关。 其中一些化合物水平的变化可用于区分不同类型的咖啡豆,因此该团队希望其技术能很快用于识别有潜力成为精品咖啡的咖啡豆。

该研究描述于 农业中的计算机和电子产品.

正如巴西的研究表明,大自然提供了大量有用的化学品和材料。 一种这样的材料是甲壳素,它存在于昆虫和甲壳类动物等动物的外骨骼中。 甲壳素已发现许多工业和医疗用途,甚至可以用作 火星上的建筑材料.

环保

现在, 梁良虎 马里兰大学的同事们使用一种叫做壳聚糖的几丁质衍生材料来制造电池电解质。 电解质是电池中的材料,当电池充电和放电时离子流过该材料。 它通常由有毒或易燃化学品制成,因此研究人员正在尝试开发更环保的新材料。

该团队的新电解质的一个关键特征是它可以在大约五个月内被微生物生物降解。 更重要的是,壳聚糖可以从蟹壳和其他海鲜废物中提取——甚至从某些类型的真菌中提取——使其成为一种可持续的产品。

胡和他的同事们使用这种电解质制造了一种基于锌而不是锂的电池,后者是一种更稀有的金属。 胡说,精心设计的锌电池比锂电池更便宜、更安全。 事实上,他们的锌和壳聚糖电池在 99.7 次电池循环后的能源效率为 1000%——该团队表示,这使其成为存储风能和太阳能系统产生的能量的可行选择。

电池描述在 问题.

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