Sensori i ri përshtatet në një telefon inteligjent dhe e bën të padukshmen të dukshme

Syri i njeriut është një sensor i mrekullueshëm. Duke përdorur tre lloje të ndryshme të qelizave konike të fotoreceptorëve që konvertojnë dritën e dukshme në sinjale për ngjyra të ndryshme, syri jep informacion thelbësor për botën përreth nesh. Ndërsa syri i njeriut është mbresëlënës, ai është larg nga të qenit sensori më i avancuar i dritës natyrore. “Sytë e karkalecave Mantis kanë 16 lloje të ndryshme qelizash, të cilat janë të ndjeshme ndaj dritës ultravjollcë, dritës së dukshme dhe infra të kuqe të afërta (NIR),” thotë Hakkel. “Dhe matja e spektrit në infra të kuqe në afërsi është më interesante për aplikimet në industri dhe bujqësi, por ka një problem madhor – spektrometrat aktual infra të kuqe janë shumë të mëdhenj dhe të shtrenjtë.” Hakkel dhe bashkëpunëtorët e saj e kanë zgjidhur këtë problem duke zhvilluar një sensor infra të kuqe që përshtatet në një çip të vogël. Dhe ashtu si syri i karkalecit Mantis, ai ka 16 sensorë të ndryshëm.

“Kur truri ynë bashkon sinjalet, ai bën një parashikim të kuptimit të sinjaleve bazuar në përvojat tona. Për shembull, një luleshtrydhe e kuqe është e ëmbël, por një e gjelbër jo”, shpjegon Kaylee Hakkel, studiuese PhD në grupin e Fotonikës dhe Nanofizikës gjysmëpërçuese në Departamentin e Fizikës së Aplikuar dhe bashkëautore e parë e studimit.

“Miniturizimi i sensorëve duke mbajtur kostot të ulëta ishte një sfidë e madhe. Pra, ne projektuam një proces të ri fabrikimi në shkallë vaferi për ta arritur këtë.”

“Është me kosto të ulët sepse ne mund të prodhojmë sensorë të shumtë në të njëjtën kohë dhe është gati, tani për tani, për përdorim në aplikime praktike në botën reale,” shton Hakkel. “Çipi i sensorit është i vogël dhe madje mund të futet në telefonat inteligjentë të ardhshëm.”

Andrea Fiore, drejtuesi i kërkimit nga Departamenti i Fizikës së Aplikuar dhe Instituti Eindhoven Hendrik Casimir, është i kënaqur me punën e ekipit të tyre kërkimor. “Ne e kemi hetuar këtë teknologji për disa vite. Dhe tani ne kemi integruar me sukses sensorët spektralë në një çip, duke u marrë gjithashtu me një çështje tjetër kryesore – përdorimin efikas të të dhënave”.

Normalisht, kur një sensor mat dritën, sinjali i gjeneruar përdoret për të rindërtuar spektrin optik – ose gjurmën optike të gishtit – për materialin. Më pas përdoren algoritmet e sensorit për të analizuar të dhënat.

Në këtë qasje të re, studiuesit tregojnë se hapi i rindërtimit spektral nuk është i nevojshëm. Me fjalë të tjera, sinjalet e gjeneruara nga sensorët mund të dërgohen direkt në algoritmet e analizës. “Kjo thjeshton ndjeshëm kërkesat e projektimit për pajisjen,” vëren Fiore.

Me sensorin në dorë, studiuesit më pas testuan sensorin në një numër eksperimentesh, siç shpjegohet nga bashkëautori i parë Maurangelo Petruzzella, i cili po punon gjithashtu në kompaninë fillestare MantiSpectra. “Ne përdorëm sensorin për të matur vetitë ushqyese të shumë materialeve, përfshirë qumështin. Sensori ynë siguroi saktësi të krahasueshme në parashikimin e përmbajtjes së yndyrës në qumësht si spektrometrit konvencional. Dhe më pas ne përdorëm sensorin për të klasifikuar lloje të ndryshme të plastikës.”

Vetitë ushqyese të qumështit përcaktojnë vlerën e tij ekonomike dhe sensori është vërtetuar se i mat me saktësi këto veti. Përveç kësaj, këto matje mund të përdoren për të monitoruar shëndetin e përgjithshëm të lopës. Klasifikimi i llojeve plastike duke përdorur sensorin mund të ndihmojë në optimizimin e proceseve të klasifikimit të mbetjeve.

“Përveç këtyre aplikacioneve, ne parashikojmë që sensori të mund të përdoret për kujdes shëndetësor të personalizuar, bujqësi precize (për shembull, monitorimi i pjekurisë së frutave dhe perimeve), kontrolli i procesit dhe testimi laborator në çip. Tani kemi në dispozicion një komplet të plotë zhvillimi bazuar në këtë teknologji, SpectraPod™, që kompanitë dhe institutet kërkimore po përdorin për të ndërtuar aplikacionet e tyre. Dhe gjëja e mrekullueshme është se ky sensor mund të jetë edhe i zakonshëm në telefonat inteligjentë të së ardhmes që do të thotë se njerëzit mund ta përdorin atë në shtëpi për të kontrolluar cilësinë e ushqimit të tyre ose për të kontrolluar aspektet e shëndetit të tyre”, shton Petruzzella.