Neue Kameratechnologie zur Beurteilung der Traubenqualität

Wenn's um Trauben geht, ist es wichtig zu wissen, wie süss sie sind und wie sauer. Das beeinflusst die Qualität der Trauben und den Wein, der daraus gemacht wird. In dieser Studie haben Forscher eine neue Art von Kamera untersucht, die Trauben auf eine besondere Weise sehen kann. Diese Kamera hilft, den Zuckergehalt (Brix) und die Säure (PH) der Trauben zu bestimmen, ohne sie auspressen zu müssen.

#Warum Trauben wichtig sind

Trauben sind nicht nur zum Essen da; sie sind das Herz der Weinindustrie. Sie zur richtigen Zeit zu ernten, ist der Schlüssel für guten Wein. Süsse und Säure sind grosse Faktoren für die Qualität der Trauben. Brix misst den Zuckergehalt in den Trauben, während der pH-Wert etwas über die Säurelevels aussagt. Höherer Brix bedeutet süssere Trauben, was besseren Wein ergeben kann.

Traditionell wird Traubensaft aus Trauben gewonnen, und dann prüft ein Gerät namens Refraktometer den Brix, während ein pH-Meter die Säure misst. Diese Methode braucht Zeit und Mühe, da man jede Traube auspressen muss. Manchmal kann das zu Fehlern führen, besonders wenn man die Trauben nicht richtig auspresst oder wenn die Trauben nicht alle gleich sind.

#Neue Technik zur Rettung

Da kommt die neue Kamera ins Spiel. Sie heisst Snapshot-Hyperspektral-Imaging-System und kann die Traubenschale betrachten und viele Informationen sammeln, ohne Saft. Diese Kamera funktioniert anders als normale Kameras. Anstatt einfach ein Bild zu machen, erfasst sie Licht in verschiedenen Wellenlängen und gibt einen detaillierten Eindruck davon, was auf der Oberfläche der Traube passiert.

In der Studie wurde diese neue Kamera mit einer fancy Linien-Scan-Hyperspektral-Kamera verglichen. Die Linien-Scan-Kamera macht kontinuierlich Bilder von den Trauben, während sie auf einem Förderband entlanggleiten. Die Snapshot-Kamera kann Bilder auf einmal machen, was die Nutzung erleichtert, besonders im Feld, wo die Trauben wachsen.

#Die Kameras im Einsatz

Beide Kameras wurden an 100 Trauben einer bestimmten Sorte namens Sheegene 20 getestet. Nachdem die Bilder aufgenommen wurden, hat das Team zwei Methoden verwendet, um diese Bilder zu verarbeiten. Sie haben Modelle erstellt, die die Bilder mit Brix- und pH-Werten basierend auf tatsächlichen Saftmessungen von den Trauben verbinden.

Was haben sie also herausgefunden? Die Snapshot-Kamera hat, trotz eines kleineren Lichtbereichs, ziemlich gut funktioniert. Sie war günstiger, leichter mitzunehmen und weniger fehleranfällig, wenn jemand sie während der Aufnahme bewegte.

#Wie sie es gemacht haben

In der Studie wurden die Trauben von einem lokalen Markt geholt, nachdem sie reif waren. Beide Kameras wurden eingerichtet, um einen bestimmten Lichtbereich zu messen. Das Team teilte die Trauben in Portionen und scannte sie, um Bilder zu sammeln. Danach wurde der Saft jeder Traube direkt nach dem Aufnehmen der Bilder gemessen.

#Daten aufbereiten

Nachdem sie die Bilder hatten, musste das Forschungsteam die Daten bereinigen und aufbereiten, bevor sie Schlussfolgerungen ziehen konnten. Sie haben die Rohbilder angepasst, um Dinge wie Lichtänderungen und Kameraimperfektionen zu berücksichtigen.

Für die Linien-Scan-Kamera bestand der Prozess darin, das Licht zu überprüfen und herauszufinden, welcher Teil der Bilder nur Trauben waren. Danach haben sie die Daten von verschiedenen Positionen der gleichen Traube gemittelt, um ein besseres Bild der gesamten Traube zu bekommen.

Die Snapshot-Kamera verwendete einen etwas anderen Ansatz, um dunkle Bilder anzupassen und ein Computerprogramm zu nutzen, um die Bilder in brauchbare Daten zu rekonstruieren.

#Vorhersagen treffen

Sobald die Daten bereit waren, haben sie eine Methode namens Partial Least Squares Regression (PLSR) verwendet, um die Bilder mit den Brix- und pH-Werten in Verbindung zu bringen. Diese Technik hilft, Muster zu finden und Vorhersagen basierend auf den gesammelten Daten zu treffen.

Sie haben Modelle für beide Kameratypen erstellt und geschaut, wie gut sie die Werte von Brix und pH vorhersagen konnten. Ausserdem haben sie die Ergebnisse beider Kameras verglichen, um zu sehen, wie sie sich schlagen.

#Die Ergebnisse

Die Ergebnisse waren vielversprechend. Die Modelle, die aus dem Linien-Scan-System erstellt wurden, lieferten gute Ergebnisse beim Messen von Brix und pH. Die Snapshot-Kamera hat auch gute Arbeit geleistet, besonders weil sie einfacher zu bedienen und kostengünstiger war.

Trotz weniger Wellenlängen waren die Vorhersagen des Snapshot-Systems nah an denen des Linien-Scan-Systems. Die Modelle zeigten, dass sie die Qualität der Trauben allein anhand der Bilder erfolgreich vorhersagen konnten.

#Ausblick

Das Forschungsteam stellte fest, dass es noch Raum für Verbesserungen gibt. Sie schlagen vor, an einem besseren Training für die Computeralgorithmen zur Bildrekonstruktion zu arbeiten. Das könnte zu noch besseren Ergebnissen beim Verstehen der Traubenqualität führen.

Sie erwähnten auch, dass die Verwendung eines speziellen Systems nur für die Traubenbildgebung die Leistung steigern könnte. Es ist, als hätte man eine spezielle Brille, nur um die besten Trauben auf dem Markt zu finden.

#Fazit

Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass es möglich ist, wichtige Informationen über Trauben ohne traditionelle Pressmethoden zu sammeln. Das neue Snapshot-Hyperspektral-Imaging-System ist vielversprechend für die Bewertung der Traubenqualität auf eine weniger invasive und effizientere Weise. Die Zukunft der Traubenbewertung sieht rosig aus, und wer weiss, vielleicht werden diese Trauben eines Tages die Stars eines Weinverkostungs-Events, nur wegen dieser neuen Technologie!

Jetzt müsste nur noch jemand einen Weg finden, die Trauben so gut schmecken zu lassen, wie sie auf den Bildern aussehen!