Phát hiện trái cây chín nhờ hệ thống quét ảnh vi sóng

Trong tương lai, Robot hái trái cây, được trang bị một hệ thống quét ảnh vi sóng để xác định độ chín trái cây, sẽ thay thế con người trên các cánh đồng.

Công nghệ mới này được phát triển bởi Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia (NPL), Liên hiệp Vương quốc Anh, sử dụng: sóng vi ba, sóng radio, sóng terahertz và bức xạ hồng ngoại xa để đo hàm lượng nước trong trái cây và rau quả và đánh giá xem liệu chúng đã chín chưa và có thể thu hoạch hay không.

"Trái cây chín chứa hàm lượng nước cao hơn, vì vậy chúng ta có thể nhận biết khi nào và ở đâu thì trái cây đạt đến độ chín và có thể được thu hoạch", theo Tiến sĩ Richard Dudley, nhà khoa học hàng đầu, làm việc ở Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia (NPL).

Công nghệ mới này cung cấp: một cách đánh giá độ chín của các loại trái cây (chẳng hạn như các quả dâu tây), chính xác hơn so với việc nhận biết độ chín của các loại trái cây thông qua màu sắc; dẫn tới phương pháp chọn quả chín nhanh hơn, bởi vì các vi sóng có thể đi xuyên qua lá và các vật cản hữu hình khác.

Các vi sóng được sử dụng nhiều bởi vì tính an toàn khi sử dụng ở liều thấp và có khả năng đi xuyên qua nhiều dạng vật chất nhưng dễ dàng bị chặn lại bởi nước.

"Với phương pháp tiếp cận bằng vi sóng, bạn có thể đánh giá độ chín (sâu hơn một chút bên dưới bề mặt) của các quả dâu tây, bởi vì có khả năng các quả dâu tây này có màu đỏ hấp dẫn bên ngoài nhưng thực chất là bên trong thịt quả vẫn còn khá cứng và không có nhiều nước", theo Dudley.

"Chúng ta có thể xác định vị trí của các quả dâu tây xuyên qua các tán lá um tùm. Điều chắc chắn là lá dâu tây không chứa quá nhiều nước, cho nên tán lá sẽ trở nên trong suốt trước các vi sóng dò tìm và bên dưới các tán lá: các quả dâu tây sẽ hoàn toàn lộ diện".

Hệ thống quét ảnh vi sóng này thậm chí có thể được sử dụng để phát hiện bệnh hoặc xác định liệu các loại cây trồng có cần bón phân thêm hoặc cung cấp lượng nước phù hợp với từng giai đoạn phát triển của cây trồng.

"Với hệ thống quét ảnh vi sóng, bạn sẽ quản lý cây trồng hiệu quả hơn, chẳng hạn, khi trồng dâu tây trong nhà kính", theo Dudley.

Nhưng chúng tôi cũng đang xem xét trang bị hệ thống quét ảnh vi sóng trên máy kéo và ở các nông trại. Điều này hoàn toàn khả thi nếu bạn có thể gắn kết công nghệ này một cách đúng đắn.

Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia (cùng với các nông dân và một công ty thiết bị nông nghiệp) đã dành khoảng hai năm để phát triển hệ thống quét ảnh vi sóng này, và tiến hành các hệ thống thử nghiệm trên các cánh đồng trồng súp lơ và rau diếp.

Thách thức lớn nhất của việc thiết kế các máy dò vi sóng là phải: thu được hình ảnh có độ phân giải cao cùng với một tốc độ dò tìm đủ nhanh.

Trong thời gian tới, Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia sẽ hợp tác với các công ty chế tạo cảm biến và thiết bị phục vụ nông nghiệp để tích hợp công nghệ quét ảnh vi sóng vào các trang thiết bị phục vụ nông nghiệp, với chi phí hợp lý trong khi vẫn đảm bảo chất lượng của sản phẩm.