新的系統被稱為RFIQ,包括:接收器及透過RFID標籤每分鐘與食物產生交互作用所發射出微小變化的無線訊號。這些RFID標籤是貼有微小超高頻天線的貼紙,每個成本約為美金3-5分錢。其原理是當RFID標籤通電時,它們發出微小的電磁波進入到容器內,並被內容物中的分子及離子扭曲,這過程被稱為“弱耦合”,如果材料的屬性產生變化的時候,其信號屬性也會產生變化。
該技術是從RFID標籤發出的訊號來對應產品內汙染物的水平,透過機器學習來學習其相關性,並透過給定新材料的情況下,可以預測哪些食品是有被汙染或沒被汙染的以及其受汙染的程度。
研究人員在進行系統的測試,以嬰兒配方奶粉及酒精為對象。他們使用了含有25%、50%、75%及100%純酒精及甲醇酒精以及嬰兒配方奶粉中摻雜了0%-30%的三聚氰胺來進行系統測試,測試結果顯示含有三聚氰胺嬰兒配方奶粉的精確度為96%,用甲醇稀釋的酒精精準度為97%。
就讀麻省理工學院(MIT)電機資訊博班台灣學生徐子旻,與其就讀博士班的實驗室研究團隊,開發出無線感測系統「RFIQ」,利用量測無線射頻(RFID)貼紙的反射訊號,判定食物的化學成分、以及是否含有害物質。
徐子旻及其合作者研發的系統,名為RFIQ,其原理是利用一個外部信號發射機,發射無線射頻訊號到貼在容器外的 RFID 貼紙上,RFID貼紙上有晶片和天線,可以被動的反射信號。貼紙反射信號同時會與容器中物質有電磁交互作用,而透過比對收集反射回來的訊號便可以知道是什麼物質。
與一般化學方式檢定食物內容不同的是,此方法不需要接觸物體本身,甚至不需要打開容器就可以偵測,唯一需要做的事就是在容器上貼一張RFID貼紙。
徐子旻說,這種貼紙優點是成本極低,一張只要台幣一元左右。貼紙上的晶片跟天線在收到掃描信號時,會啟動並反射獨特的序列。例如,工廠能在貨物上貼上RFID來追蹤每批貨物的流向。貼紙上沒有任何電源,只是被動反射的這個特質,但也使得其容易被環境影響。
雖然只是初期研究,但徐子旻說,這項研究成果隱含的意義非常重大:我們可以用非化學性的方式來偵測污染的物體。未來家家戶戶在物聯網時代,可能都會有智慧冰箱能夠管理冰箱裡各種不同的品項,也都能因而提前知道食物含有有害成分,或是開始變質,不用等到臭酸再來用鼻子聞折磨自己。
連結:Putting food-safety detection in the hands of consumers. MIT News
MIT Media Lab researchers have developed a wireless system that leverages the cheap RFID tags already on hundreds of billions of products to sense potential food contamination — with no hardware modifications needed. With the simple, scalable system, the researchers hope to bring food-safety detection to the general public.
Food safety incidents have made headlines around the globe for causing illness and death nearly every year for the past two decades. Back in 2008, for instance, 50,000 babies in China were hospitalized after eating infant formula adulterated with melamine, an organic compound used to make plastics, which is toxic in high concentrations. And this April, more than 100 people in Indonesia died from drinking alcohol contaminated, in part, with methanol, a toxic alcohol commonly used to dilute liquor for sale in black markets around the world.