Nova Tecnologia de Câmera para Avaliação da Qualidade da Uva
Uma nova câmera estima a doçura e a acidez das uvas sem precisar espremer.
Mads Svanborg Peters, Mads Juul Ahlebæk, Mads Toudal Frandsen, Bjarke Jørgensen, Christian Hald Jessen, Andreas Krogh Carlsen, Wei-Chih Huang, René Lynge Eriksen
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Índice
Quando se trata de uvas, saber quão doces e ácidas elas podem ser é importante. Isso afeta a qualidade das uvas e do vinho feito a partir delas. Neste estudo, os pesquisadores analisaram um novo tipo de câmera que consegue enxergar as uvas de um jeito especial. Essa câmera ajuda a descobrir o teor de açúcar (Brix) e a acidez (PH) das uvas sem precisar espremer elas pra tirar o suco.
Por que as Uvas Importam
As uvas não são só pra comer; elas são o coração da indústria do vinho. Colher elas na hora certa é fundamental pra fazer um bom vinho. Adoçura e acidez são fatores importantes na hora de determinar a qualidade das uvas. Brix mede o açúcar nas uvas, enquanto o pH mostra os níveis de acidez. Mais Brix significa uvas mais doces, que podem resultar em vinhos melhores.
Tradicionalmente, o suco das uvas é retirado e depois um dispositivo chamado refratômetro verifica o Brix, enquanto um medidor de pH mede a acidez. Esse método leva tempo e esforço, já que é preciso espremer cada uva. Às vezes, isso pode resultar em erros, principalmente se você não estiver espremerndo as uvas direitinho ou se elas não forem todas iguais.
Nova Tecnologia a Caminho
É aí que entra a nova câmera. Ela se chama sistema de imagem hiperespectral instantânea, e consegue olhar a casca da uva e coletar várias informações sem precisar do suco. Essa câmera funciona de um jeito diferente das câmeras normais. Em vez de tirar só uma foto, ela captura a luz em diferentes comprimentos de onda, oferecendo uma visão detalhada do que está rolando na superfície da uva.
O estudo compara essa nova câmera com uma câmera hiperespectral de varredura em linha. A câmera de varredura em linha funciona tirando fotos contínuas das uvas enquanto elas se movem numa esteira rolante. A câmera instantânea consegue tirar as imagens de uma vez, tornando mais fácil de usar, especialmente no campo onde as uvas são cultivadas.
As Câmaras em Ação
Ambas as câmeras foram testadas em 100 uvas de uma variedade específica chamada Sheegene 20. Depois de capturar as imagens, a equipe usou dois métodos pra processá-las. Eles criaram modelos que relacionavam as fotos aos valores de Brix e pH, baseados em medições reais de suco tiradas das uvas.
E aí, o que eles descobriram? A câmera instantânea, apesar de ter um menor espectro de luz que conseguia captar, funcionou bem. Custava menos, era mais fácil de carregar e tinha menos chances de dar errado se alguém a movesse enquanto tirava fotos.
Como Eles Fizeram
No estudo, as uvas foram retiradas de um mercado local depois de estarem maduras. Ambas as câmeras foram configuradas pra medir um determinado intervalo de luz. A equipe dividiu as uvas em porções e as escaneou pra coletar as imagens. Depois, mediram o suco de cada uva logo após capturar as imagens.
Limpando os Dados
Depois de obter as imagens, a equipe de pesquisa teve que limpar e preparar os dados antes de tirar qualquer conclusão. Eles pegaram as imagens brutas e ajustaram pra considerar coisas como mudanças de iluminação e imperfeições da câmera.
Pra câmera de varredura em linha, o processo envolveu checar a iluminação e descobrir qual parte das imagens era só uvas. Depois, eles fizeram uma média dos dados de diferentes posições da mesma uva pra ter uma ideia mais clara da uva como um todo.
A câmera instantânea usou uma abordagem um pouco diferente, ajustando imagens escuras e utilizando um programa de computador pra reconstruir as imagens em dados utilizáveis.
Fazendo Previsões
Uma vez que os dados estavam prontos, eles usaram um método chamado Regressão dos Mínimos Quadrados Parciais (PLSR) pra relacionar as imagens aos valores de Brix e pH. Essa técnica ajuda a encontrar padrões e fazer previsões com base nos dados coletados.
Eles construíram modelos pra ambos os tipos de câmeras e checaram quão bem podiam prever os valores de Brix e pH. Também compararam os resultados das duas câmeras pra ver como se saíram uma contra a outra.
Os Resultados
Os resultados foram bem promissores. Os modelos criados pelo sistema de varredura em linha tiveram um bom desempenho ao medir Brix e pH. A câmera instantânea também se saiu bem, especialmente considerando que era mais fácil de usar e mais econômica.
Apesar de ter menos comprimentos de onda, as previsões do sistema instantâneo estavam próximas das do sistema de varredura em linha. Os modelos mostraram que conseguiam prever com sucesso a qualidade das uvas baseado apenas nas imagens.
Olhando pra Frente
A equipe de pesquisa notou que ainda há espaço pra melhorias. Eles sugerem trabalhar em um treinamento melhor pros algoritmos de computador usados na reconstrução das imagens. Isso pode levar a resultados ainda melhores na compreensão da qualidade das uvas.
Eles também mencionaram que usar um sistema dedicado apenas pra imagem de uvas pode melhorar o desempenho. É como ter um par de óculos especiais só pra encontrar as melhores uvas no mercado.
Conclusão
Resumindo, este estudo mostra que é possível reunir informações importantes sobre uvas sem os métodos tradicionais de espremer. O novo sistema de imagem hiperespectral instantânea é promissor pra avaliar a qualidade das uvas de um jeito menos invasivo e mais eficiente. O futuro da avaliação das uvas parece promissor, e quem sabe, um dia essas uvas sejam as estrelas de um evento de degustação de vinhos só por causa dessa nova tecnologia!
Agora, se ao menos eles conseguissem fazer as uvas terem um sabor tão bom quanto elas parecem nas fotos!
Título: Investigating the Applicability of a Snapshot Computed Tomography Imaging Spectrometer for the Prediction of Brix and pH of Grapes
Resumo: In this paper, a recently developed snapshot hyperspectral imaging (HSI) system based on Computed Tomography Imaging Spectroscopy (CTIS) is utilized to determine Brix and pH values in Sheegene 20 table grapes through Partial Least Squares Regression (PLSR) modeling. The performance of the CTIS system is compared with that of a state-of-the-art line scan HSI system by imaging 100 grapes across both platforms. Reference measurements of Brix and pH values are obtained directly using a refractometer and a pH meter, as these parameters are essential for assessing the quality of table and wine grapes. The findings indicate that the spectra captured by the CTIS camera correlate well with the reference measurements, despite the system's narrower spectral range. The CTIS camera's advantages, including its lower cost, portability, and reduced susceptibility to motion errors, highlight its potential for promising in-field applications in grape quality assessment.
Autores: Mads Svanborg Peters, Mads Juul Ahlebæk, Mads Toudal Frandsen, Bjarke Jørgensen, Christian Hald Jessen, Andreas Krogh Carlsen, Wei-Chih Huang, René Lynge Eriksen
Última atualização: 2024-11-05 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2411.03114
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.03114
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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