Истинные ценители кофе могут отличать разные сорта по вкусу, но новый электронный “нос” вскоре составит им серьезную конкуренцию. Как сообщается в исследовании, опубликованном в журнале IEEE Transactions on AgriFood Electronics , инновационное устройство способно определить аромат кофе с точностью до 98%.
По сути, электронный нос – это прибор, анализирующий состав газов для классификации веществ. Такие аппараты позволяют контролировать качество продукции, в реальном времени оценивать состояние здоровья человека и поддерживать устойчивое сельское хозяйство.
“Наша главная цель – способствовать сохранению ароматов, несмотря на изменения окружающей среды и климата, а также обеспечить постоянство качества и вкусовых характеристик кофе из разных регионов и урожаев”, – объясняет Чжун Хун Ли, профессор Национального университета науки и технологий в Тайване.
Ли отмечает, что особенности сортов кофе зависят от множества факторов – места выращивания, климата, методов обработки (сухая и мокрая) и генетики самих бобов. Но важно и то, что изменение климата влияет на локальные условия, формирующие аромат и вкус.
Для создания электронного носа команда Ли использовала набор из 8 металлооксидных сенсоров, чувствительных к определённым газам. Эти сенсоры собирают данные о конкретных молекулах в газовой смеси. Затем полученную информацию анализирует искусственный интеллект. Ученые обучили и протестировали несколько разных ИИ-систем, способных различать 16 видов кофе со всего мира.
Все алгоритмы ИИ показали очень хорошие результаты – точность варьировалась от 81 до 98% в зависимости от сорта. Лучший алгоритм (свёрточная нейронная сеть) почти всегда демонстрировал точность свыше 90%, а для некоторых видов достигал 98%.
Данные, собранные электронным носом, используются для создания обширной цифровой библиотеки ароматов. Эта библиотека позволит зафиксировать оригинальные запахи и отследить, как они меняются со временем под влиянием климатических факторов и условий выращивания.
Команда профессора Ли заинтересована в коммерциализации своего проекта и открыта к сотрудничеству с предприятиями и стартапами. В будущем ученые планируют создать еще и электронный язык для определения вкуса, электронный глаз для отбора спелых зёрен и тактильную систему для оценки влажности бобов. “Это критически важный шаг для решения проблем, с которыми регулярно сталкиваются фермеры”, – подчеркивает Ли.