Καινοτόμο Έργο AgripEyes – Συσκευή «τσέπης» για τον έλεγχο ωριμότητας των καρπών!

Το Agripeyes αντιπροσωπεύει μια υψηλής τεχνολογίας συσκευή που χρησιμοποιεί ένα φωτοελεγκτικό σύστημα για την ανάλυση της ανάκλασης του φωτός σε ορισμένους καρπούς. Αυτό το σύστημα επιτρέπει τον προσδιορισμό του βαθμού ωριμότητας ενός καρπού, όπως για παράδειγμα μιας ντομάτας, βασιζόμενος στην ανάλυση της φωτεινής ανάκλασης μέσω κλειστού κυκλώματος φωτός.

Η συσκευή αυτή είναι σε θέση να αναγνωρίζει εάν ο καρπός είναι επαρκώς ώριμος ή ανώριμος με βάση την ανάλυση της φωτεινής αντανάκλασης. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει την ακριβή ποσοτικοποίηση των διαφορετικών επιπέδων ανάκλασης, προσφέροντας έτσι επιστημονική αξιολόγηση της φάσης ωρίμανσης ενός καρπού.

Πως λειτουργεί;

Το ορατό φως περιλαμβάνει όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου, τα οποία μετρούνται από το μήκος κύματος του φωτός. Κατά την διάρκεια της αντανάκλασης ή της απορρόφησης, τα αντικείμενα αντανακλούν διάφορα χρώματα που αντιλαμβάνονται τα μάτια μας. Επομένως, μέσω του φωτός, καθορίζουμε αυτόματα τη χρωματική ποικιλία των αντικειμένων, επιλέγοντας τα κατάλληλα χρώματα για τη διαχείριση και επεξεργασία.

Όταν το λευκό φως λάμπει σε μια επιφάνεια, μερικά χρώματα απορροφώνται και άλλα χρώματα αντανακλώνται πίσω στα μάτια μας. Κατά την ανάλυση του φαινομένου της αντανάκλασης φωτός σε επιφάνειες, παρατηρείται ότι το χρώμα της επιφάνειας επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο το φως αντανακλάται. Για παράδειγμα, όταν ένα κόκκινο φως φωτίζει μια κόκκινη επιφάνεια, το φως αυτό αντανακλάται πίσω, διατηρώντας το χρώμα της επιφάνειας. Αντίθετα, όταν το ίδιο φως φωτίζει μια πράσινη επιφάνεια, το κόκκινο φως απορροφάται από την επιφάνεια, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει αντανάκλαση του κόκκινου χρώματος. Έτσι, αν η πράσινη επιφάνεια λάμπεται μόνο από κόκκινο φως, εμφανίζεται μαύρη, καθώς δεν υπάρχει αντανάκλαση φωτός που να αναδεικνύει το χρώμα της. Η συσκευή Agripeyes έχει φτιαχτεί από ειδικούς φωτορυθμιστικούς ελεγκτές με σκοπό την παραπάνω χρήση. Μπορεί να αναγνωρίζει και να αντιδρά με βάση το τι αντιλαμβάνεται ο επεξεργαστής του αισθητήρα. Το σύστημα, δέχεται δεδομένα και σε μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου αντιδρά παράγοντας το αποτέλεσμα της ωριμότητας μέσω της λυχνίας ένδειξης. Για παράδειγμα, αν ένα μήλο είναι ανώριμο, τότε η λυχνία δεν θα ανάψει, ενώ αντίθετα αν είναι ώριμο, τότε θα ανάψει, όπως φαίνεται στις παρακάτω εικόνες. Όταν ο αισθητήρας βρίσκεται κοντά στο κοτσάνι(πράσινο μέρος του μήλου) τότε η λυχνία μένει σβηστή, ενώ όταν βρίσκεται στον φλοιό(κόκκινο μέρος του μήλου) τότε ανάβει. 

​Η εφαρμογή του Agripeyes επικεντρώνεται στον γεωργικό τομέα, προσφέροντας στους αγρότες ένα υψηλής τεχνολογίας εργαλείο για την επιστημονική αναγνώριση της σωστής ωρίμανσης των καρπών τους. Σε παράλληλη λειτουργία, συμβάλει και στην σημαντική συνεισφορά των εργοστασίων συσκευασίας, δηλαδή στην αλυσίδα εφοδιασμού, όπου αποτελούν κρίσιμο παράγοντα για την επεξεργασία και την συσκευασία των καρπών. Η συσκευή αυτή παρέχει στα εργοστάσια τη δυνατότητα να προσαρμόσουν τη διαδικασία συσκευασίας τους βάσει ακριβούς γνώσης της ωριμότητας των καρπών. Η επιστημονική αξιολόγηση που παρέχει το Agripeyes εξασφαλίζει ότι οι καρποί που συσκευάζουν είναι στο ιδανικό στάδιο ωριμότητας, βελτιώνοντας την ποιότητα των τελικών προϊόντων. Αυτό μειώνει τον κίνδυνο παραγωγής μη ώριμων καρπών ή απορριπτόμενων προϊόντων, συμβάλλοντας στη μείωση των απωλειών και στην αύξηση της αποδοτικότητας της παραγωγής. Επιπλέον, η δυνατότητα προσαρμογής της διαδικασίας συσκευασίας σύμφωνα με τις ακριβείς ανάγκες των καρπών βοηθά στη διατήρηση της φρεσκάδας και της διάρκειας ζωής των προϊόντων, ενισχύοντας την ποιοτική εμπειρία των καταναλωτών. Το σύστημα αναγνώρισης του Agripeyes προσφέρει αντικειμενική μέτρηση της ποιοτικής εξέλιξης του καρπού, ενισχύοντας την παραγωγικότητα και την ποιότητα των γεωργικών προϊόντων. Οι αναλύσεις της συσκευής συνδέονται με την προηγμένη οπτική φασματοσκοπία, προσφέροντας αξιόπιστα αποτελέσματα που βασίζονται σε επιστημονικές αρχές της ωριμότητας των καρπών. Κατά την επίσκεψή σας στο σούπερ μάρκετ, πώς διακρίνετε τα ώριμα φρούτα και λαχανικά; Ίσως επιλέγετε με βάση το μέγεθος, το χρώμα ή ακόμη και αφήνετε την αίσθησή σας να καθοδηγήσει την επιλογή σας. Αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι απλή όταν πρόκειται για μια μικρή ποσότητα μήλων, αλλά φανταστείτε το πώς θα ήταν αν έπρεπε να εξετάσετε χιλιάδες μήλα που αναπτύσσονται σε ένα χωράφι ή φράουλες που κατεβαίνουν από έναν μηχανισμό μεταφοράς για συσκευασία. Η διαδικασία θα γινόταν πολύ πιο πολύπλοκη! Πόσο ευκολότερο θα ήταν αν μια συσκευή ήταν σε θέση να σας δίνει την πληροφόρηση που χρειάζεστε για τα προϊόντα που θέλετε με γνώμονα την ωριμότητα τους. Για αυτό υπάρχει το Agripeyes!

​Η ωρίμανση των φρούτων και των λαχανικών συχνά αντικατοπτρίζεται στον χρωματικό τους μετασχηματισμό. Για παράδειγμα, οι ντομάτες, οι φράουλες και οι κόκκινες πιπεριές μεταβαίνουν από το πράσινο στο κόκκινο. Το χρώμα αποτελεί μόνο έναν τρόπο, συνοδευόμενο από το μέγεθος, την υφή και τη μυρωδιά, με τον οποίο μπορούμε να αντιληφθούμε αν ένα φρούτο ή ένα λαχανικό είναι έτοιμο για συγκομιδή ή κατανάλωση. Τώρα, φανταστείτε ένα εργοστάσιο που συσκευάζει φράουλες για αποστολή σε παντοπωλεία σε όλη τη χώρα. Ένα μηχάνημα που απορρίπτει αυτόματα τις φράουλες που μαζεύτηκαν πριν ωριμάσουν ή ένα μηχάνημα που στο αγρόκτημα αναγνωρίζει αυτόματα τις φράουλες ανά χρώμα και επιλέγει μόνο τις κόκκινες μπορεί να είναι αποτελεσματικό για την εξοικονόμηση χρόνου και πόρων. Στο πλαίσιο αυτού του έργου, αναπτύσσουμε ένα κύκλωμα που χρησιμοποιεί ορατό φως, μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που αντιλαμβανόμαστε, για να ανιχνεύει αυτόματα την ωριμότητα των κόκκινων καρπών.

Για παράδειγμα: 

• Ντομάτες
• Κόκκινες πιπεριές
• Φράουλες
• Βατόμουρα
• Κράνμπερις
• Κεράσια
• Ρόδι
• Σταφύλια (ορισμένες ποικιλίες)
• Μήλα (ορισμένες ποικιλίες)

Πλεονεκτήματα

• Ακριβής Αναγνώριση Ωριμότητας: Η συσκευή χρησιμοποιεί φωτοελεγκτικό σύστημα για την ακριβή αναγνώριση της ωριμότητας των καρπών. Αυτό επιτρέπει στους αγρότες και τα εργοστάσια συσκευασίας να γνωρίζουν πότε ένας καρπός είναι έτοιμος για συγκομιδή ή επεξεργασία.
• Βελτίωση Ποιότητας Προϊόντων: Η επιστημονική αξιολόγηση που παρέχει το Agripeyes βοηθάει τα εργοστάσια συσκευασίας να προσαρμόζουν τη διαδικασία συσκευασίας βάσει της ακριβούς γνώσης της ωριμότητας των καρπών. Αυτό βελτιώνει την ποιότητα των τελικών προϊόντων.
• Οπτική Φασματοσκοπία: Η συσκευή χρησιμοποιεί προηγμένη οπτική φασματοσκοπία για την ανάλυση της ανάκλασης του φωτός από τους καρπούς. Αυτή η επιστημονική προσέγγιση παρέχει αξιόπιστα αποτελέσματα βασισμένα σε επιστημονικές αρχές της ωριμότητας των καρπών.
• Ακριβής Μέτρηση Ωριμότητας: Η δυνατότητα μέτρησης της ανάκλασης του φωτός βοηθά στον ακριβή προσδιορισμό της ωριμότητας των καρπών, επιτρέποντας την επιστημονική αξιολόγηση του σταδίου ωρίμανσης.
• Βελτίωση Επιστημονικής Αξιολόγησης: Η χρήση του Agripeyes ενισχύει την επιστημονική αξιολόγηση της ωριμότητας των καρπών, προσφέροντας αντικειμενικά και ακριβή αποτελέσματα.
• Μείωση Απωλειών: Η δυνατότητα πρόγνωσης της ωριμότητας μειώνει τον κίνδυνο παραγωγής μη ώριμων καρπών ή απορρίπτονται προϊόντα, ελαχιστοποιώντας τις απώλειες.
• Προσαρμογή Διαδικασίας Συσκευασίας: Οι εγκαταστάσεις συσκευασίας μπορούν να προσαρμόσουν τη διαδικασία συσκευασίας βάσει των ακριβών αναγκών των καρπών, διατηρώντας έτσι τη φρεσκάδα και τη διάρκεια ζωής των προϊόντων.
• Αυξημένη Αποδοτικότητα: Η χρήση του Agripeyes μειώνει τον χρόνο και τους πόρους που απαιτούνται για την επιλογή και την αξιολόγηση της ωριμότητας χειρωνακτικά.
• Οικονομία Πόρων: Η αυτοματοποίηση της διαδικασίας επιλογής και αξιολόγησης της ωριμότητας συνεισφέρει στην οικονομία πόρων και τη βελτίωση της γεωργικής διαχείρισης.
• Ευελιξία Χρήσης: Το Agripeyes μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο από αγρότες κατά τη συγκομιδή όσο και από εργοστάσια συσκευασίας, καλύπτοντας έτσι διάφορες ανάγκες στον γεωργικό τομέα.
• Ποιοτική Εμπειρία Καταναλωτών: Η προσαρμογή της διαδικασίας συσκευασίας βάσει των ακριβών αναγκών των καρπών συμβάλλει στη διατήρηση της φρεσκάδας και της διάρκειας ζωής των προϊόντων, ενισχύοντας την ποιοτική εμπειρία των καταναλωτών.

​Βιβλιογραφία: SpringerReference. (2018) ‘Color Vision’, in John, S. (ed.) Encyclopedia of Color Science and Technology. Springer, pp. 1-3. Available at: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/978-3-319-47829-6_1794-1.

Γράφει ο  Αποστόλου Χρήστος, Γεωπόνος-Προγραμματιστής