Geweldige Spock! Handheld materiaalanalysatoren zijn hier

Vroeger zat ik aan het televisiescherm gekluisterd naar Star Trek (The Original Series) in de late jaren 1960. Aangezien de show zich afspeelde in de jaren 2260, was het gemakkelijk om de futuristische technologie te accepteren die werd getoond, zoals de tricorders die werden gehanteerd door wetenschapsofficier Spock en dokter Leonard Horatio 'Bones' McCoy.

De tricorder was een multifunctioneel handapparaat dat werd gebruikt om dingen te scannen, te analyseren en gegevens op te nemen. Ik kan me niet herinneren hoe vaak Spock zijn tricorder ergens op zou richten en het zou gebruiken om de meest verbazingwekkende, soms onwaarschijnlijke feiten vast te stellen. In deze video slaagde hij er bijvoorbeeld in om het te gebruiken om de snelheid van culturele verandering van een beschaving te meten (hey, het leek toen allemaal logisch).

Het punt is dat we nooit echt hadden verwacht dat apparaten zoals tricorders in ons leven zouden verschijnen (mensen van de generatie van mijn ouders hadden nooit verwacht dat ze zouden verschijnen). Gelukkig vertelde niemand de mensen van Si-Ware Systems hoe onpraktisch het zou zijn om de technologie te creëren die draagbare meet- en analyseapparatuur zou vergemakkelijken, dus gingen ze door en deden het toch.

Ze begonnen met hun NeoSpectra-modules, die ze beschrijven als 'ongeveer even groot als een dik pak speelkaarten'. NeoSpectra-modules zijn gebaseerd op halfgeleiderfabricagetechnieken en MEMS-technologie en bieden compacte, goedkope Fourier Transform near-infrarood (FT-NIR) spectrale sensoren.

Deze modules worden gebruikt door ontwerpers van embedded systemen om een ​​breed scala aan apparaten te creëren voor gebruik in markten variërend van landbouw tot medisch tot olie en gas. Neem bijvoorbeeld de SoilCares Bodemscanner. Dit heeft als kern een NeoSpectra-module.

Het enige wat de boer hoeft te doen, is de kop van de Bodemscanner in een bodemmonster te steken om een ​​schat aan informatie te krijgen. Naast het bepalen van de hoeveelheid stikstof, fosfor en kalium die in de bodem beschikbaar is, rapporteert de Soil Scanner ook zaken als de pH van de bodem, elektrische geleidbaarheid en het gehalte aan organisch materiaal.

Bovendien biedt de bijbehorende Soil Scanner-app een lijst met gewassen die geschikt zijn voor deze specifieke bodem op deze specifieke geografische locatie, vergezeld van aanbevelingen voor kalk en bemesting en alternatieven.

Een van de meest verbazingwekkende dingen voor mij is hoe snel de ontwikkelingen in halfgeleider- en MEMS-technologieën ervoor zorgen dat apparaten krimpen. Machines die twintig jaar geleden een kamer vulden, kromp eerst tot het formaat van een koelkast, toen tot iets dat op een karretje kon worden rondgereden, vervolgens tot iets dat met de hand kon worden gedragen, en – meer recentelijk – tot iets dat erin kan passen een smartphone of smartwatch.

Hetzelfde gebeurt met goedkope NIR-spectrale sensoren. Si-Ware Systems heeft bijvoorbeeld zojuist de NeoSpectra Micro aangekondigd. Dit is een kleine NIR-spectrale sensor op chipschaal die kan worden gebruikt om materialen snel te analyseren zonder dat monsters naar een laboratorium hoeven te worden gestuurd, waardoor enorme tijd- en kostenbesparingen mogelijk zijn en nauwkeurige, bruikbare gegevens worden geleverd, zowel thuis als in het veld , of op de fabrieksvloer.

Tot nu toe waren spectroscopie en materiaalanalyse opvallend afwezig in consumententoepassingen vanwege de omvang, vormfactor en kostenoverwegingen. Met 18 x 18 mm en slechts 4 mm dik verandert de NeoSpectra Micro dit allemaal. Gepresenteerd in een op zichzelf staand pakket, kan de NeoSpectra Micro eenvoudig worden geïntegreerd in consumentenelektronica.

Ik denk niet dat het lang zal duren voordat we dit soort scan- en analysemogelijkheden in smartphones en zelfs slimme horloges gaan zien. Ideeën blijven in mijn hoofd opkomen, zoals het altijd in de gaten houden van zaken als koolmonoxide en rook en dergelijke.

Een van mijn neven in Canada heeft een extreme allergie voor schaaldieren. Haar reactie is zo acuut dat ze niets zal eten van een extern etablissement, afgezien van een restaurant dat eigendom is van haar man. Dit komt omdat ze het risico niet kan nemen dat kookpotten en gebruiksvoorwerpen niet eens in het kleinste contact met schaaldieren zijn gekomen. Zelfs in het restaurant van haar man houdt de chef-kok een aparte set potten en pannen en borden en bestek, speciaal voor haar. Stel je nu eens voor dat mijn nicht haar smartphone gewoon over een bord eten zou kunnen zwaaien en onmiddellijk zou worden geïnformeerd als er een spoor van schelpdieren in zat.

Evenzo, stel dat u een glutenvrij dieet volgt. Zou het niet handig zijn om met je smartphone over een bord eten te kunnen zwaaien om er zeker van te zijn dat het inderdaad zonder gluten is? Hoe zit het met mensen wiens religie hen verbiedt bepaalde voedingsmiddelen zoals varkensvlees te eten? Nogmaals, het zou geruststellend zijn om te kunnen controleren of het voedsel dat ze op het punt stonden in hun mond te stoppen inderdaad varkensvleesvrij was.

Hoe meer ik hierover nadenk, hoe meer toepassingen er in me opkomen. Ik geloof echt dat het gebruik van dit type sensormodule alleen wordt beperkt door onze verbeeldingskracht. Welke toepassingen denk je dat deze technologie mogelijk zal maken?