人類主要仰賴視覺與嗅覺來判斷食物是否變質,但變質往往在任一感官察覺問題之前就已經開始。
加州大學柏克萊分校的研究人員認為他們已找到解決方案:一種能比人類更準確偵測食物變質的電子鼻。該團隊在一項新研究中詳細說明這項技術,並於《Science Advances》刊出。
這種電子鼻使用16個微型氣體感測器,對空氣中的不同化合物作出反應。卡拉·巴西爾(Carla Bassil),是加州大學柏克萊分校電機與電腦科學系的博士生,也是該研究的第一作者,她把這些感測器比喻為「數位味蕾」。它們把化學反應轉換為電信號,讓機器學習能識別出食物獨特的氣體指紋。
根據世界衛生組織,不安全的食品每年使約8.66億人患病,早期偵測變質成為一項持續的食品安全挑戰。
在接受《加州大學》採訪時,巴西爾說:「我認為『智慧型』冰箱——具有可用手機控制的感測器——會是這項技術的極佳應用。」
「我認為『智慧型』冰箱——具有可用手機控制的感測器——會是這類科技的絕佳應用,」巴西爾說。「如果冰箱能告訴你,『嘿,你的西蘭花快要變壞了,你大概該吃掉它』,或是『你的雞肉只剩最後一天了』,那會有多棒?」
研究人員將電子鼻訓練以辨識包括草莓、藍莓、香蕉、核桃、榛子、腰果、花生、生雞肉、牛奶和雞蛋在內的食品。她們也教它區分新鮮雞蛋與在室溫放置24小時與48小時的雞蛋。
一項令人驚訝的發現顯示人類嗅覺的敏感度有多高。研究人員發現人們能偵測到僅為0.05克的分離核桃——大約是一般去殼核桃重量的1/100。
目前,團隊僅在單一食材上測試過電子鼻。對於像是包含多種食材的複雜菜餚,還需要進一步測試,科技才有可能更接近現實世界的應用。
「理念是利用氣體感測器的相對選擇性,結合機器學習的模式識別能力,去辨識每種食物所對應的氣體指紋;結果是一款感測晶片,比任何人類嗅覺都更敏感,也更客觀。」巴西爾說。
在下方的影片中,巴西爾將詳述電子鼻的工作原理: