Немецкий Институт фотонных микросистем Фраунгофера (IPMS) придумал новый способ использовать спектроскопию – технологию, с помощью которой криминалисты обычно исследуют состав крови и жидкостей. Инфракрасные спектрометры являются мощными измерительными инструментами для неразрушающего анализа любых, в том числе органических, материалов.
Исследователи IPMS построили крошечный датчик размером 10 на 10 мм и толщиной 6,5 мм, сканер которого работает в ближнем инфракрасном диапазоне и анализирует свет, отраженный от волокон ткани. Полученные данные загружаются в «умный» анализатор, где искусственный интеллект сравнивает их со своей базой данных и выдает результат, с помощью которого можно идентифицировать состав текстиля.
Исследователи из Фраунгофера используют для получения достоверных данных спектроскопию ближнего инфракрасного диапазона (NIR). Система работает на длинах волн от 950 до 1900 нанометров, что близко к видимому человеком спектру. Преимущества технологии ближнего инфракрасного диапазона включают простоту использования и широкий спектр применения.
«Мы сочетаем NIR-спектроскопию с визуализацией и искусственным интеллектом для достижения более высокой точности при распознавании и анализе объектов», – объяснил доктор Генрих Грюгер, научный сотрудник отдела сенсорных микромодулей Fraunhofer IPMS.
Как объяснил Грюгер, датчик работает следующим образом: сначала модуль видеокамеры фиксирует изображение образца ткани, затем ИИ выбирает участок ткани, изображение которого отправит в модуль спектрального анализатора. Свет, отраженный от ткани, улавливается модулем спектрометра, где преобразуется в параллельные световые лучи, которые проецируются на решетку датчика. В зависимости от угла падения луча, датчик распределяет их соответственно длине волны. Затем свет, отраженный от решетки датчика, направляется на детектор, который улавливает свет в виде электрического сигнала и оцифровывает его, передавая информацию в базу данных искусственного интеллекта.
Сейчас ученые работают над тем, чтобы внедрить эту технологию в смартфоны, тем более размер самого датчика позволяет это сделать, – тогда любой человек, используя только видеокамеру телефона, сможет узнать, соответствует ли реальный состав материала указанному на ярлычке. Также технология будет полезна компаниям, занимающимся переработкой сырья, медикам-дерматологам и ученым, исследующим аллергены.
На первом этапе разработки команда из института Фраунгофера воспользовалась многолетним опытом создания NIR-спектрометров с использованием технологии MEMS (микроэлектромеханических систем), которая позволяет миниатюзировать большие лабораторные спектроскопические приборы.
Источник: Techxplore
распечатать статью
