最近，麻省理工学院(MIT)媒体实验室(MediaLab)研究人员开发了一种无线系统，使用广泛应用于数亿产品的RFID标签来检测食品污染，而无需任何硬件修改。研究人员希望通过这个简单、可扩展的系统，向民众推广食品宁静检测。

本系统论文的描述已成为国际盘算机学会研讨会的热门话题。论文的相助同伴包括：媒体实验室助理教授Fadeladib、博士后第一作者Unsooha、博士后Yunfeimaima、ZexuanZhon、Tzu电气与盘算机科学系研究生-MingHsu。

技术

研究人员开发的系统称为“RFIQ“，包括一个阅读器。当RFID标签发出与食物交互的无线信号时，感知每分钟信号的变革。他们主要关注婴儿配方奶粉和葡萄酒。

该技术基于RFID标签发出的信号会凭据产品中特定污染物的水平而爆发特定变革。如果有新质料，可以预测质料是纯的照旧污染的，以及污染的水平。实验中，系统检测含三聚氰胺的婴幼儿配方奶粉精度96%，甲醇稀释酒精精精度97%。

其他一些传感器已经开发出来检测食品中的化学物质或糜烂，但它们都是高度专业的系统。传感器涂有化学物质，并训练检测特定污染物。媒体实验室研究人员的目标是致力于更广泛的感知。FadelAdib说:“我们把这个测试完全转移到盘算侧，你可以用很是自制的传感器来检测种种产品，好比葡萄酒和婴儿配方奶粉。”

RFID标签是一种含有超高频微天线的贴纸。它们贴在食物和其他物品上，每个标签约莫需要3到5美分。古板上，无线设备被称为“阅读器”，用于感知标签，使标签通电并发出包括其粘贴产品信息的奇特信号。

当RFID标签上电时，它们发出的小电磁波会传输到容器中的食物中，食物中的离子和分子会扭曲。这个历程也被称为“弱耦合”。从基础上说，如果质料的特性爆发变革，信号的特性也会爆发变革。

一个关于特征失真的简单例子，就是装有空气或水的容器。如果容器是空的，RFID将始终响应950兆赫的电磁波。假如容器装有水，那么水就会吸收一些频率，并且它的主要反应是720兆赫左右。关于差别质料和污染物的检测，特征失真的粒度更小。Ha说:“这些信息可以用来分类质料，在掺杂和纯质料之间体现出差别的特征。”

在研究人员的系统中，读者引发的无线信号是食品容器中的RFID标签。电磁波穿透容器内部的质料，并将失真规模（信号强度）和相位（角度）返回读者。

当阅读器提取信号特征时，它将这些数据发送到一台独立盘算机上的机械学习模型。在培训历程中，研究人员告诉模型纯或掺杂的质料会爆发什么变革。在这项研究中，他们使用纯葡萄酒和25%、50%、75%、100%甲醇的葡萄酒；他们使用的婴儿配方奶粉从0到30%混淆了差别水平的三聚氰胺。

Adib说:“那么，模型会自动学习哪个频率会受到这个百分比水平污染的影响。当我们获得新样本时，好比20%的甲醇，模型会提取[特征]并称重它们，并告诉你，‘我认为20%的甲醇很有可能。’”

该系统的设计理念起源于一种叫做“射频频谱学”的技术，它利用宽频电磁波刺激质料，丈量种种形式的交互，从而判断质料的组成。

然而，在系统中使用该技术保存一个主要挑战：RFID标签只能在约950兆赫的很是窄的带宽中上电。从如此有限的带宽中提取的信号无法收集到任何有用的信息。

早期，研究人员开发了一种叫做“双频引发”的技术，它们的新技术是在上面建立起来的。“双频引发”技术发送两个频率来丈量数百个频率，一个用于激活，一个用于感知。读者向RFID标签发送一个位于950兆赫左右的信号。当标签被激活时，阅读器发送另一个频率，扫描从400兆赫到800兆赫的频率规模。它检测到这些频率带来的所有特征变革，并将其反响给阅读器。

Adib说:“这种反应就像我们把自制的RFID酿成微型射频摄谱仪一样。”

研究人员目前致力于确保系统能够考虑这些变量，因为容器的形状和其他情况因素会影响信号。他们还在努力扩大系统的容量，在许多差别的质料中检测许多差别的污染物。

Adib说:“我们想适应任何情况。这就要求我们变得很是强壮，因为你想学会提取正确的信号来消除情况对证料内部的影响。”

价值

“近年来，如果我们有自己的工具来感知食品的质量和宁静，就可以制止与食品和饮料相关的许多危险。我们希望实现食品质量和宁静的民主化，让每个人都能拥有它。”

未来，消费者将拥有自己的阅读器和软件，在购置任何商品之前都可以感知食品宁静。研究人员体现，该系统还将继续感知超市货仓或智能冰箱中的RFID标签，并自动检测食品变质。