Smartphone als Analysegerät

Das Fraunhofer-Institut IFF zeigt den Prototypen der App „Hawk Spex mobile“, die das Smartphone zu einer Art Hyperspektralkamera macht und damit zu einem mobilen Analysegerät, das nicht nur Inhaltsstoffe von Lebensmittel ermitteln kann.

Die App „Hawk Spex mobile“ des Fraunhofer-Institutes IFF kann nach dem Prinzip der Hyperspektralkamera die Inhaltsstoffe von Objekten ermitteln | Foto: Fraunhofer IFF

Die App „Hawk Spex mobile“ des Fraunhofer-Institutes IFF kann nach dem Prinzip der Hyperspektralkamera die Inhaltsstoffe von Objekten ermitteln | Foto: Fraunhofer IFF

Das Smartphone als Universal-Analysegerät, das schnell anzeigt, ob Lebensmittel mit Schadstoffen belastet sind? Am Fraunhofer-Institut IFF in Magdeburg kommt man diesem Ziel schon ziemlich nah: Die Forscher dort entwickelten eine App, mit deren Hilfe man tatsächlich ermitteln kann, was dem eigenen Auge verborgen bleibt. Also Inhaltsstoffe – nicht nur von Lebensmitteln – oder den Schichtaufbau einer Lackierung.

Ganz neu ist die dahinter stehende Methode nicht, doch war dafür bislang eine spezielle Hyperspektralkamera notwendig, die Absorption und Reflektion von Licht verschiedener Wellenlängen misst. Aus diesen Werten lässt sich dann per Rechenmodell ein umfangreiches Informationsmodell zum jeweiligen Objekt erstellen, inklusive der Inhaltsstoffe.

Zwar verfügen aktuelle Smartphones noch nicht über eine Hyperspektralkamera, aber offenbar genügen die vorhandenen Komponenten. „Wir haben mit der Kamera einen breitbandigen, dreikanaligen Sensor, der alle Wellenlängen misst, also beleuchten wir den Gegenstand mit Licht unterschiedlicher Farbe“, so Prof. Udo Seiffert vom IFF. Konkret: Das Display beleuchtet das Objekt für  Sekundenbruchteile nacheinander mit verschiedenen Farben, die Kamera registriert die Remission.  Aus den Werten berechnet die auf die begrenzten Rechenleistungen eines Smartphones abgestimmte Software die Inhaltsstoffe.

Die erste Laborversion der bereits zum Patent angemeldeten App ist bereits fertig. Jetzt arbeiten die IFF-Forscher an verschiedenen Anwendungsszenarien, dazu gehört auch das Anlernen der Software über Vergleichsmessungen. Ende 2017, so die Idee, soll die App „Hawk Spex mobile“ dann marktreif sein.

Zudem setzen die Forscher auf einen crowdbasierten Ansatz: Wenn die App Ende 2017 auf den Markt kommt, können Nutzer beitragen und neue Anwendungen kreieren. „Zum Beispiel die Beurteilung der Belastung von Salatköpfen mit Pflanzenschutzmitteln, indem sie das System für eine solche Fragestellung anlernen“, sagt Seiffert. Dazu vermessen sie behandelte und unbehandelte Salatköpfe verschiedener Sorten mit der App und schicken die Daten zum Fraunhofer IFF. Forscher prüfen die Messungen und schalten die Anwendung für alle Nutzer frei.

Auch für den kommerziellen Bereich ist die App interessant: Landwirte können beispielsweise erkennen, ob die Pflanzen ausreichend mit Nährstoffen versorgt sind oder Dünger benötigen. Und dies ohne die Investition in teure Messgeräte.

Link
www.iff.fraunhofer.de

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