随着美国各地苹果采摘季节的全面展开，人们需要知道何时采摘水果才算成熟。农民通过记录树木开花后的天数，或者切开苹果并检查其种子来判断。不熟悉这些久经考验的方法的业余采摘者会很高兴知道，研究人员现在可以使用小型手持设备和智能手机来判断苹果何时可以食用。
该设备是一种相对便宜的光谱仪，它向苹果发射白色 LED 光脉冲，并使用计算机芯片读取从水果表皮反射的光束波长。光谱仪测量光与不同材料的相互作用——在本例中是表皮中叶绿素反射的紫外光波。随着水果成熟，叶绿素的含量和荧光都会减少。这种新的设备成本几百美元，重 48 克，然后使用蓝牙技术将光谱仪数据无线发送到智能手机上的应用程序进行存储和分析。研究人员专注于三种苹果类型——金冠、帝国和麦金托什——因为它们具有不同的颜色和颜色图案。
麻省理工学院媒体实验室的博士后学生Anshuman Das说：“这里的想法是荧光非常敏感，该设备可以捕捉到我们肉眼无法捕捉到的变化。”他与来自印度维洛尔理工学院和韦林卡管理发展与研究学院的研究人员一起开发了这种紧凑型光谱仪。“水果越成熟，叶绿素的荧光发射就越低。”研究人员周四在《科学报告》上发表了他们的研究。
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图片来源：Akshat Wahi
食品加工公司使用光学光谱法来检查和分级他们购买的原材料。炼油厂使用该技术来检查通过火车罐和管道运输给他们的原油的化学成分。光谱仪的成本可能高达 1000 美元以上，通常与计算机连接以处理它们收集的信息。然而，在过去几年中，研究人员开始尝试更紧凑的设备。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校和位于加利福尼亚州圣何塞的固态自动对焦镜头制造商LensVector的科学家在2013 年将光谱仪内置到 iPhone 手机壳中，并使用智能手机的摄像头收集光线进行分析。他们的目标是创建一个廉价的手持传感器，该传感器可以连接到网络并检测毒素、污染物、病原体或其他分子，用于医疗诊断或环境现场工作。伊利诺伊大学微米和纳米技术实验室主任 Brian Cunningham 说：“我们正在继续研究利用智能手机的内置摄像头作为光谱仪的方法。” Cunningham 没有参与 Das 的研究，他说他和他的同事正在进行一项新的研究，描述如何使用智能手机光谱仪来分析一个人的健康状况，特别是母亲和儿童的健康状况。
Das 说他的目标同样是将手持设备商业化，该设备可用于各种传感应用，包括医疗诊断、地质研究和食品分析。他说：“一些生物化合物和结构，如 [有机化合物]、胶原蛋白和某些类型的细菌都具有荧光特性，它们的发射已被证明可用于检测许多疾病。”
至少，在几年内，消费者可能能够单独使用智能手机或使用手持式光谱仪来确保他们带回家高质量的农产品。