App entlarvt Schadstoffe und Etikettenschwindel

Foto: Fraunhofer IFF

Wissen, was drin steckt: Eine neue App - entwickelt von Forschern des Fraunhofer Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) - kann in Objekte hineinschauen. Sie zeigt spezielle Inhaltstoffe an – etwa Pestizid-Rückstände in einem Apfel.

Stimmt, was auf dem „Bio“-Label steht? Sind die Früchte wirklich ungespritzt? Der Kunde weiß es nicht sicher. Oder kann ein Kunde seinem Autohändler trauen? Ist der Wagen wirklich unfallfrei?

„In vielen Situationen muss man sich auf Aussagen verlassen, ohne diese überprüfen zu können“ wissen die Fraunhofer-Forscher in Magdeburg. Diese unsichere Situation wollten sie beenden und entwickelten ihre App „HawkSpex (R) mobile“. Sie soll künftig solche Angaben überprüfen können. Das Prinzip: Verbaucher zücken ihr Smartphone, öffnen die App, richten sie auf das zu prüfende Objekt – etwa den Apfel – und erhalten die gewünschte Information: Beispielsweise, ob der Apfel Rückstände von Pestiziden enthält.

 

Lichtspektrum entlarvt die Inhaltsstoffe jedes Gegenstands

 

Zwar gibt es bereits Systeme, mit denen sich solche Messungen durchführen lassen. Allerdings muss der Nutzer hierfür üblicherweise zusätzliche Teile, zum Beispiel ein Prisma, vor die integrierte Kamera klemmen. Das ist teuer und unpraktisch. „Das Besondere an unserer App: Der Anwender braucht für die Messung nichts weiter als die Kamera, die ohnehin in seinem Smartphone integriert ist“, sagt Udo Seiffert. Der Professor leitet das Kompetenzfeld am IFF.

Üblicherweise braucht man für solche Messungen eine spezielle Hyperspektralkamera: Sie justiert jeweils auf verschiedenfarbiges Licht und ermittelt, wie viel Licht dieser Farbe das Objekt zurückwirft. So erstellt sie einen gesamten spektralen Fingerabdruck des Gegenstands.

Aus diesem können die Forscher über ein mathematisches Modell beinahe beliebige Informationen über das Objekt extrahieren, etwa die Inhaltstoffe. „Da im Smartphone keine Hyperspektralkamera integriert ist, haben wir dieses Prinzip einfach umgedreht“, erläutert Seiffert. „Wir haben mit der Kamera einen breitbandigen dreikanaligen Sensor – also einen, der alle Wellenlängen misst – und beleuchten den Gegenstand mit Licht unterschiedlicher Farbe.“ Das heißt: Nicht die Kamera misst die Lichtintensität in den verschiedenen Farben, sondern das Display beleuchtet das Objekt nacheinander in Sekundenbruchteilen in einer Reihe von unterschiedlichen Farben. Wirft das Display also nur rotes Licht auf das Objekt, kann das Objekt auch nur rotes Licht reflektieren – und die Kamera nur rotes Licht messen. Intelligente Auswertealgorithmen sorgen dafür, dass die App mit der begrenzten Rechenleistung eines Smartphones auskommt und die eingeschränkten Leistungen von Kamera und Display kompensiert.

 

App zur schadstoffsuche könnte Ende 2017 auf den Markt kommen

 

Die erste Laborversion der auch zum Patent angemeldeten App ist fertig. Bevor sie jedoch für den privaten Nutzer veröffentlicht werden kann, entwickeln die Forscher verschiedene erste Anwendungen. Denn um analysieren zu können, ob sich Pestizide im Apfel befinden, muss das System zunächst über Vergleichsmessungen angelernt werden. Etwa Ende 2017, hofft Seiffert, könnte die App „HawkSpex (R) mobile“ auf den Markt kommen.

„Es sind so zahlreiche Einsatzbereiche denkbar, dass der Markt uns sicherlich überrennen wird“, ist sich Seiffert sicher. Daher setzen die Forscher auf einen Ansatz, der dem Online-Lexikon Wikipedia nachempfunden ist. „Engagierte Nutzer können zum großen Ganzen beitragen und neue Anwendungen, zum Beispiel die Beurteilung der Belastung von Salatköpfen mit Pflanzenschutzmitteln, kreieren, indem sie das System für eine solche Fragestellung anlernen“, sagt Seiffert. Das heißt: Sie vermessen etwa behandelte und unbehandelte Salatköpfe verschiedener Sorten mit der App und schicken die Daten zum IFF. Forscher prüfen die Messungen und schalten die Anwendung für alle Nutzer frei.


pit

 

 

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