隨著美國各地蘋果採摘季節的全面展開，人們需要知道何時採摘水果才算成熟。農民透過記錄樹木開花後的天數，或者切開蘋果並檢查其種子來判斷。不熟悉這些久經考驗的方法的業餘採摘者會很高興知道，研究人員現在可以使用小型手持裝置和智慧手機來判斷蘋果何時可以食用。
該裝置是一種相對便宜的光譜儀，它向蘋果發射白色 LED 光脈衝，並使用計算機晶片讀取從水果表皮反射的光束波長。光譜儀測量光與不同材料的相互作用——在本例中是表皮中葉綠素反射的紫外光波。隨著水果成熟，葉綠素的含量和熒光都會減少。這種新的裝置成本幾百美元，重 48 克，然後使用藍牙技術將光譜儀資料無線傳送到智慧手機上的應用程式進行儲存和分析。研究人員專注於三種蘋果型別——金冠、帝國和麥金託什——因為它們具有不同的顏色和顏色圖案。
麻省理工學院媒體實驗室的博士後學生Anshuman Das說：“這裡的想法是熒光非常敏感，該裝置可以捕捉到我們肉眼無法捕捉到的變化。”他與來自印度維洛爾理工學院和韋林卡管理發展與研究學院的研究人員一起開發了這種緊湊型光譜儀。“水果越成熟，葉綠素的熒光發射就越低。”研究人員週四在《科學報告》上發表了他們的研究。
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圖片來源：Akshat Wahi
食品加工公司使用光學光譜法來檢查和分級他們購買的原材料。煉油廠使用該技術來檢查透過火車罐和管道運輸給他們的原油的化學成分。光譜儀的成本可能高達 1000 美元以上，通常與計算機連線以處理它們收集的資訊。然而，在過去幾年中，研究人員開始嘗試更緊湊的裝置。
伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校和位於加利福尼亞州聖何塞的固態自動對焦鏡頭製造商LensVector的科學家在2013 年將光譜儀內建到 iPhone 手機殼中，並使用智慧手機的攝像頭收集光線進行分析。他們的目標是建立一個廉價的手持感測器，該感測器可以連線到網路並檢測毒素、汙染物、病原體或其他分子，用於醫療診斷或環境現場工作。伊利諾伊大學微米和奈米技術實驗室主任 Brian Cunningham 說：“我們正在繼續研究利用智慧手機的內建攝像頭作為光譜儀的方法。” Cunningham 沒有參與 Das 的研究，他說他和他的同事正在進行一項新的研究，描述如何使用智慧手機光譜儀來分析一個人的健康狀況，特別是母親和兒童的健康狀況。
Das 說他的目標同樣是將手持裝置商業化，該裝置可用於各種感測應用，包括醫療診斷、地質研究和食品分析。他說：“一些生物化合物和結構，如 [有機化合物]、膠原蛋白和某些型別的細菌都具有熒光特性，它們的發射已被證明可用於檢測許多疾病。”
至少，在幾年內，消費者可能能夠單獨使用智慧手機或使用手持式光譜儀來確保他們帶回家高質量的農產品。