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创新应用 | 麻省理工应用RFID标签快速检测食品安全

发布日期:2018-11-22 14:22:50发布人: 来源:

近日,麻省理工学院媒体实验室的研究人员已经开发出一种无线系统,该系统利用数十亿产品上已有的廉价RFID标签来感知潜在的食品污染 - 无需进行硬件修改。

(图片来源:MIT)

系统概述:

系统称为RFIQ,它包括一个阅读器,可以感知RFID标签发出的无线信号与食物相互作用时的微小变化。在这项研究中,他们专注于婴儿配方奶粉和酒精。

该项技术基于:RFID标签发出的信号会根据产品中特定污染物的水平而产生特定的变化。机器学习模型“学习”这些相关性,如果加入新材料,它就可以预测材料是纯净的还是受污染的,以及受污染的程度。在实验中,系统检测含三聚氰胺的婴幼儿配方奶粉的精准度达96%,检测甲醇稀释的酒精的精准度达97%。

对于检测食品中的化学物质或者腐败来说,目前已经开发出一些其他的传感器,但是那些都是高度专业化的系统,传感器涂有化学物质,并被训练去检测特定的污染物。

在研究人员的系统中,阅读器激发出的无线信号为食物容器中的 RFID 标签上电。电磁波穿透容器内部的材料,并且给阅读器返回失真的幅度(信号强度)与相位(角度)。

当阅读器提取到信号特征时,它将这些数据发送至一台独立电脑上的机器学习模型。在训练中,研究人员告知模型,纯净或掺杂的材料会有什么样相应的特征变化。在这项研究中,他们使用纯酒精和酒精含有25%,50%,75%和100%的甲醇的酒;婴儿配方奶粉掺杂了不同比例的三聚氰胺,从0%到30%不等。

模型将自动学习哪个频率最会受到这种百分比水平的污染的影响。当我们获取到新样本后,例如,20%的甲醇,模型会提取【特征】并为它们称重,并告诉你:“我认为这是20%的甲醇的可能性很高”。

应用价值:

研究人员希望通过简单,可扩展的系统,将食品安全快速检测带给大众。在未来,消费者可能拥有自己的阅读器和软件来进行食品安全检测,然后再购买几乎任何产品。系统也可以在超市后房或智能冰箱中实施,以连续ping RFID标签以自动检测食物腐败。

民以食为天,食以安为先。食品安全快速检测技术是食品安全保障的重要支撑,在国内,今年也有食品安全快速检测创新产品的推出,如:海产品化学污染物纳米传感器。

2018年7月,厦门英诺尔电子科技股份有限公司在“第四届中国(国际)物联网博览会”上展出该产品,并在论坛晚宴上,发布了全球领先的研发技术成果——海产品化学污染物纳米传感器,该产品用于检测海产品当中可能潜藏着的化学污染物,与传统快测方法相比,有重大进步,将进一步提升食品监管的效率,保障食品安全,维护消费者权益。

 “海产品化学污染物纳米传感器快速检测技术及产业化”作为厦门市“十三五”海洋经济创新发展示范项目之一,由厦门英诺尔电子科技股份有限公司牵头单位,联合香港城市大学、集美大学以及厦门出入境检验检疫局检验技术中心共同承担,采用先进的分子印记技术,合成具有特殊功能的纳米材料,并自主研发超薄涂膜技术,研发快速检测试剂盒和便携式检测设备。目前公司发布的产品,可快速检测海产品中潜藏的组胺与甲醛浓度。

与传统检测方法相比,本次新发布的这款纳米传感器试剂盒,具有诸多优点:

1、流程简单,高效快捷

与实验室液相色谱法以及市面上的比色法比较,传感器测试省略大量复杂的前处理步骤,并且每个样品十分钟之内完成测试,节省大量时间。

2、节省成本,物美价廉

传统微量污染物的检测,需要使用高精密仪器,以及大量前处理试剂,成本高昂,而传感器测试方法相对而言,成本较低。

3、灵敏准确,测试可靠

传感器测试组胺测试灵敏度可达100ppm,甲醛测试灵敏度达0.2ppm,能够满足国家测试标准。

4、便于携带,灵活方便

传感器测试所需仪器可安放在手提箱当中,随身携带,便于进入现场进行测试,测试不再需要在实验室固定场所中进行。

5、信息交互,系统把控

测试结果可传输到标签当中,成为物联网信息系统中的一个数据,便于统筹管理。

新型纳米传感器产品的产业化,可以成为海产品安全监管重要的辅助手段,通过简单的快检测设备配合低成本的传感器试剂盒子,实现在抽检过程中做出快速筛查,有效减轻专业检测机构的压力与成本。由于其流程简单,高效快捷,便于携带,灵活方便,灵敏准确,测试可靠的优点,使得未来的海产品监控能够涵盖生产运输的各个环节。并且传感器可作为物联网的底层数据采集,结合其他物联网技术如RFID、温度传感器等,对产品的抽检记录进行云端保存,全流程数据化。 

目前传感器能够对组胺和甲醛进行检测。除了这两种污染物之外,英诺尔还在继续研发重金属以及更多目标污染物的传感器,并且根据市场的需求,不断调整和创新,相信在不久的未来,食品安全能够得到更完善的监控,消费者能够更加安全放心的购买并食用食物。

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