Věděli jste, že až 20 % mléčných produktů končí v odpadkovém koši? Jednou z příčin je špatné odhadování čerstvosti a řízení se datem minimální doby trvanlivosti. Tým vědců z Univerzity Nového Jižního Walesu v Sydney (UNSW) přišel s novou technologií, která tento problém řeší.
Aplikace VibMilk
Odborníci vyvinuli aplikaci VibMilk, která dokáže proměnit obyčejný chytrý telefon v zařízení schopné zhodnotit čerstvost mléka bez nutnosti otevřít obal. Díky této inovaci by se mohl zásadně snížit objem vyhozeného mléka a zlepšit potravinová bezpečnost.
Aplikace VibMilk využívá vibrace a senzory IMU integrované ve většině moderních chytrých telefonů. Jak mléko stárne, mění se jeho složení – z původního stavu, ve kterém je vše homogenně rozptýleno, se postupem času stává směs různých složek, jako jsou syrovátka a tvaroh.
Tyto změny ovlivňují hustotu, viskozitu a povrchové napětí mléka, což VibMilk dokáže zachytit a analyzovat. Změny fyzikálních vlastností mléka se totiž projeví během vibrací, které aplikace pomocí strojového učení interpretuje jako známky čerstvosti či zkažení.
Jak funguje rozpoznání zkaženého mléka?
IMU neboli Inerciální měřicí jednotka (z anglického „Inertial Measurement Unit“) je zařízení, které dokáže měřit změny v pohybu a orientaci. IMU obvykle obsahuje senzory, jako je například akcelerometr, který měří zrychlení, gyroskop, který sleduje úhlové změny, a často také magnetometr pro určování směru vzhledem k magnetickému poli Země.
Testování mléka pomocí chytrého telefonu je vlastně překvapivě jednoduché. Stačí vzít mobil a položit ho na krabici mléka. Po spuštění aplikace VibMilk začne telefon jemně vibrovat. Aplikace tedy využívá vibrace, které telefon vysílá do krabice s mlékem.
Hodnoty pH se během procesu kažení mléka v průběhu času mění
V mléce tyto vibrace způsobí malé pohyby. Senzory IMU pak tyto pohyby snímají a zaznamenávají. Jak mléko postupně stárne a kazí se, mění se jeho složení – stává se hustším a zvyšuje se jeho kyselost. Bakterie způsobují růst hladiny laktátu a pokles glukózy, což jsou zásadní procesy v degradaci mléka. To vše způsobuje, že vibrace cestují mlékem jinak než u čerstvého mléka.
Aplikace pomocí speciálního algoritmu analyzuje odezvu mléka na vibrace a vyhodnocuje, zda je čerstvé, či zkažené. Výsledkem je jednoduchý výsledek: čerstvé mléko, nebo zkažené mléko. Celý proces probíhá bez nutnosti otevřít krabici, což je šikovné a hygienické.
A čemu tím prospějeme?!
Výrobci stanovují data minimální spotřeby pro nejhorší možné scénáře – například za předpokladu, že mléko bude uchováváno v nejméně optimálních podmínkách. Podle profesora Wena Hu, který projekt vedl, může být mléko bezpečné i několik dní po uvedeném datu, pokud bylo správně skladováno.
Naopak, když mléko nemá odpovídající podmínky, může se zkazit i před tímto datem. „Tohle řešení umožní lidem zkontrolovat čerstvost mléka v den jeho expirace nebo těsně po něm a rozhodnout se, zda ho konzumovat,“ vysvětluje profesor Hu.
Testy na běžně dostupných chytrých telefonech ukázaly, že aplikace VibMilk dokáže odhadnout pH mléka s přesností 98,35 % a určit čerstvost dokonce se 100% jistotou. Hodnota pH je přitom klíčovým ukazatelem – čerstvé mléko má pH kolem 6,6, zatímco zcela zkažené mléko dosahuje pH 4,4. Výhodou tohoto přístupu je, že nevyžaduje drahé ani objemné vybavení, není nutné otevírat obal či používat průhlednou nádobu.
Dřívější technologie neinvazivní kontroly čerstvosti mléka vyžadovaly buď speciální poháry nebo průhledné obaly, což značně omezovalo jejich rozšíření. VibMilk spoléhá pouze na běžný smartphone, který má dnes téměř každý. Profesor Hu dodává, že technologie zatím funguje dobře, ale plánují spolupráci s výrobci obalů, aby ověřili účinnost aplikace i u různých typů materiálů.
Mléko patří mezi potraviny s vysokým rizikem zkažení, které může způsobit i zdravotní komplikace. VibMilk má potenciál snížit množství mléka, které se každý rok zbytečně vyhodí, a tím přispět ke snížení celosvětového potravinového odpadu. Ačkoli jsou dosavadní výsledky více než slibné, VibMilk zatím bohužel není k dispozici pro běžné spotřebitele. Vědci plánují další testování, spolupráci s výrobci a vývoj, než se technologie dostane na trh.
Zdroje: ieeexplore.ieee.org, unsw.edu.au, newatlas.com, medicalrepublic.com.au.
