Câmara hiperespectral compacta baseada em IA permite novas aplicações industriais
Controlo de qualidade de alimentos, plásticos, etc.: nova câmara detecta propriedades químicas invisíveis ao olho humano
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O projeto OASYS centra-se em sensores optoelectrónicos para sistemas orientados para aplicações. No subprojecto A1, uma equipa de cientistas e especialistas da indústria está a desenvolver uma câmara hiperespectral ultra-compacta e energeticamente eficiente que utiliza inteligência artificial para realizar análises complexas de materiais e de qualidade em tempo real. O espetrómetro integrado regista as caraterísticas espectrais, revelando propriedades químicas que são invisíveis ao olho humano. Isto permite a identificação rápida e exacta de defeitos nos alimentos ou na composição de têxteis ou plásticos.
A nova câmara hiperespectral oferece uma vasta gama de aplicações em processos industriais e agrícolas. A sua abordagem inovadora combina a imagem 2D convencional com inteligência artificial e análise espetral. Uma câmara 2D padrão capta primeiro uma imagem de alta resolução do objeto alvo. A inteligência artificial analisa então a imagem em tempo real, identificando automaticamente as regiões de interesse. O espetrómetro integrado executa subsequentemente a análise espetral exclusivamente nestas posições selecionadas, determinando a composição química. Esta abordagem inteligente aumenta significativamente a eficiência das medições hiperespectrais. Em vez de captar dados espectrais em toda a imagem - um processo computacionalmente intensivo - o sistema analisa apenas os pontos de medição relevantes. Este método direcionado reduz substancialmente o volume de dados, o consumo de energia e o tempo de processamento.
A informação obtida desta forma apoia, por exemplo, a classificação fiável de têxteis e plásticos. Também aumenta a fiabilidade da identificação de produtos contrafeitos. Além disso, melhora o controlo de qualidade no processamento de alimentos, detectando marcas de pressão e defeitos, e permite uma avaliação precisa do estado das plantas e das necessidades de nutrientes na agricultura. A avaliação automatizada permite uma tomada de decisões mais rápida e fiável. Ao mesmo tempo, os processos tornam-se mais sustentáveis e os recursos económicos são utilizados de forma mais eficiente.
"Com a câmara hiperespectral compacta da OASYS A1, estamos a desenvolver uma tecnologia que pode ser utilizada diretamente em linhas de produção, instalações de triagem ou no campo para processos analíticos", explica Heinrich Engelke, gestor de projectos no Instituto Fraunhofer para Microssistemas Fotónicos IPMS. "A combinação de miniaturização, eficiência energética e inteligência artificial abre aplicações completamente novas, ao mesmo tempo que dá um contributo importante para a conservação dos recursos e a fiabilidade dos processos."
Os componentes desenvolvidos no projeto constituirão a base para futuros sistemas de sensores que poderão melhorar significativamente a indústria, a reciclagem, a agricultura e o sector alimentar.
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