很简单,可伸缩的无线系统使用RFID标签在数十亿产品污染
技术

麻省理工学院媒体实验室的研究人员开发了一种无线系统,该系统利用了数以千亿计的产品上已经存在的廉价RFID标签来检测潜在的食品污染——不需要对硬件进行修改。简单的,可扩展系统,研究人员希望能给公众带来食品安全检测。

婴儿配方奶粉中掺入三聚氰胺


在过去的二十年里,几乎每年都有食品安全事件导致疾病和死亡,这已成为全球头条新闻。回到2008年,例如,50,000名婴儿在中国吃掺入三聚氰胺婴幼儿配方奶粉,后被送往医院用于制造塑料的有机化合物,在高浓度下是有毒的。

今年四月,在印度尼西亚有100多人死于饮酒污染,部分地,用甲醇,一种有毒的酒精,通常用来稀释全世界黑市出售的酒。

研究人员的系统,叫RFIQ,包括读者的感官分钟改变射频识别标签发出无线信号,当信号相互作用的食物。

在这项研究中,他们主要关注婴儿配方奶粉和酒精,但是在将来,消费者可能有自己的读者和软件进行食品安全传感之前购买任何产品。

自动检测食品变质


系统还可以实现在超市密室或智能冰箱不断平安RFID标签自动检测食物腐败,研究人员说。

技术取决于特定的事实的变化信号发出一个RFID标签在产品对应于特定污染物的水平。

机器学习模型的学习这些相关性,给定一种新材料,可以预测材料是纯的还是被污染的,在什么浓度。

在实验中,系统检测到婴儿配方奶粉含有三聚氰胺有96%的准确度,和酒精稀释和甲醇和97%的准确率。

"近年来,如果每个人都有工具来感知食品的质量和安全,那么与食品和饮料相关的危险就会避免,"Fadel Adib说,媒体实验室的助理教授,是描述该系统的论文的合著者,这是在ACM研讨会上提出的热门话题网络。"我们想要民主化食品质量和安全,把它交给每个人。”"

论文的合著者包括:博士后和第一作者Unsoo Ha,博士后云飞马,访问研究员钟泽玄电气工程和计算机科学研究生Tzu-Ming许。

“弱耦合”的力量


其他传感器也被开发出来用于检测化学物质或变质的食物。威廉希尔中国注册但这些是高度专业化的系统,其中传感器涂有化学药品,并经过训练以检测特定污染物。威廉希尔中国注册

媒体实验室的研究人员则致力于更广泛的感知。"我们已经将这个检测纯粹转移到计算方面,你将使用相同的非常廉价的传感器为酒精和婴儿配方奶粉,等各种各样的产品"阿迪布说。

RFID标签是带有微小标签的贴纸,超高频天线。他们在食品和其他物品,每个大约要三到五美分。

传统上,一个无线设备称为读者ping标签,这力量,散发出一种独特的信号包含的信息产品的坚持。

研究者的系统利用这一事实,当RFID标签上电时,它们发出的小电磁波传播到容器中,并且被容器中的分子和离子扭曲。

这个过程被称为“弱耦合”。基本上,如果材料的性质发生变化,信号特性也是如此。

特征失真的一个简单例子是空气和水的容器。williamhill投注赔率如果容器是空的,RFID的响应总是在950兆赫左右。

如果里面装满了水,水吸收的频率,和它的主要反应是只有720兆赫。

williamhill投注赔率特征失真随着不同材料和不同污染物而变得更加细小。"这样的信息可以用来分类材料…[和]显示不洁净的和纯材料之间的不同特点,"哈。

无线信号,射频识别标签食品容器


在研究人员的系统中,读取器发出无线信号,为食品容器上的RFID标签供电。电磁波穿透容器内的材料并返回给读者以扭曲的振幅(强度信号)和相位(角)。

当读者提取信号特征,williamhill投注赔率它将这些数据发送到单独的计算机上的机器学习模型。在训练中,研究人员告诉模型哪些特征变化与纯的或不纯的材料相对应。williamhill投注赔率

对于这项研究,他们使用纯酒精和沾有25种酒精的酒精,50,75,100%甲醇;婴儿配方奶粉中掺入不同比例的三聚氰胺,从0到30%。

"那么,该模型将自动学习在这种百分比水平上,哪种频率受到这种杂质的影响最大,"阿迪布说。

"一旦我们得到一个新的样品,说,20%甲醇,模型提取[特征]并对其进行加权,williamhill投注赔率告诉你,“我认为这是含20%甲醇的酒精,准确度很高。”"

"这当然是一个非常创新RFID-like技术的使用,并可能在许多与食品和健康有关的实际行业中产生强烈影响,"本·赵说,芝加哥大学计算机科学教授。

尽管需要进一步评估该系统对实际应用的准确性,"显然,目前的结果显示出希望。(工作)很可能是重要的在这个领域工作的开始,沿着这个方向继续发展可能完全改变我们评估食品质量在未来”.

拓宽频率


该系统的概念来源于一种叫做射频光谱学的技术,激发材料的电磁波在宽频率和措施的各种相互作用来确定材料的化妆品。

但是有一个重大的挑战在适应这种技术系统:射频识别标签只有权力在一个非常紧密的950兆赫带宽摇摆不定。在那个有限的带宽中提取信号将无法获得任何有用的信息。

研究人员基于他们早期开发的一种传感技术,叫双频励磁,发送两个频率——一个激活,还有一个用于感应-测量上百个频率。

读者发送信号在950兆赫的RFID标签。当它激活时,读取器发送另一个频率,该频率扫过约400至800兆赫的频率范围。它检测在所有这些频率上的特征变williamhill投注赔率化,并将它们提供给读者。

微型射频光谱仪


"鉴于这种反应,就好像我们已经把廉价的RFID转换成了微型射频光谱仪,"阿迪布说。

因为容器的形状和其他环境方面会影响信号,研究人员目前正在努力确保系统可以解释这些变量。

他们还在寻求扩展系统检测许多不同材料中许多不同污染物的能力。

"我们想推广到任何环境,"阿迪布说。"这需要我们非常坚强,因为你要学会从材料内部提取正确的信号和消除环境影响。”"

http://www.engineersjou..ie/wp-content/uploads/2018/11/a-aaaaabol7.jpghttp://www.engineersjou..ie/wp-content/uploads/2018/11/a-aaaaabol7-300x300.jpg大卫baillie gifford技术食物,麻省理工学院,安全
麻省理工学院媒体实验室的研究人员开发了一种无线系统,该系统利用了数以千亿计的产品上已经存在的廉价RFID标签来检测潜在的食品污染——不需要对硬件进行修改。简单的,可扩展系统,研究人员希望把食品安全检测带给公众。婴儿……