Near Infra-Red: una originale applicazione di IoT

Quante volte di fronte a un alimento che stiamo per comprare al supermercato ci siamo domandati di quali ingredienti sia la sua effettiva composizione oltre a quella indicata sull'etichetta del prodotto? O quale contenuto di grassi, di zuccheri sia racchiuso nelle appariscenti e allettanti pietanze che stiamo per mangiare? Un'azienda israeliana ha realizzato uno spettrometro di massa NIR (Near Infra-Red) per scoprire la composizione molecolare delle sostanze.

L’accordo

Consumer Physics Inc. è una startup israeliana nata nel 2011 il cui obiettivo visionario ­– sono loro parole ­­– era quello di costruire uno spettrometro di massa che si potesse tenere nel palmo di una mano. A giudicare dai lanci pubblicitari e dai riconoscimenti tecnologici raccolti in questi ultimi mesi, sembra proprio che la visione dei fondatori sia diventata realtà. SCiO, questo è il nome del prodotto, è una scatoletta delle dimensioni di 54 x 36,4 x 15,4 mm (figura 1) e del peso di 35 grammi capace, secondo le affermazioni della startup, di riconoscere la composizione molecolare degli oggetti che circondano la nostra vita (figura 1).

Figura 1: SCiO, lo spettrometro di massa NIR portatile della Consumer Physics.

Figura 1: SCiO, lo spettrometro di massa NIR portatile della Consumer Physics.

L’aspetto innovativo di questo prodotto non risiede in un originale algoritmo elaborativo o in una tecnologia mai utilizzata prima. Anzi, il principio di funzionamento dello spettrometro di massa non è certo una novità. Le ingombranti dimensioni degli apparati elettronici con cui viene realizzato ne confinavano però l’utilizzo in laboratori o in grossi ambienti industriali (figura 2). La sfida dei tecnici della Consumer Physics è stata quella di realizzare un dispositivo dalle misure ridotte sfruttando le tecnologie più avanzate e aggiornate nel campo dell’ottica e della microelettronica.

Figura 2: Spettrometro di massa da laboratorio

Figura 2: spettrometro di massa da laboratorio

Il fatto di portare a livello consumer, e quindi a un mercato enorme di potenziali consumatori, un oggetto dotato di un sensore capace di riconoscere quale sia la composizione molecolare delle sostanze che mangiamo, tocchiamo e, in genere, fanno parte delle nostre vite, ha destato l’interesse dalla Analog Devices Inc., uno tra i maggiori produttori di componenti elettronici a livello mondiale. Tra le due aziende, la multinazionale e la start-up israeliana, è stato stipulato un accordo di collaborazione. In poche parole, Analog Device andrà ad utilizzare, con opportuni improvement tecnologici, le soluzioni implementate su SCiO. È gioco forza pensare che lo spettrometro di massa non sarà implementato solo nella scatoletta mostrata in figura 1, ma è desiderio della Analog Devices inserirne l’applicazione nel promettente mondo dei sensori e dell’Internet of Things.

Funzionamento dello Spettroscopio NIR (Near Infra-Red)

Ma qual è il principio di funzionamento di uno spettrometro di massa NIR (Near Infra-Red). L’esposizione eviterà di proposito aspetti e dati accademici allo scopo di non tediare il lettore su una trattazione che, approfondendola, necessiterebbe pagine e pagine di testi universitari. Prima di tutto andiamo ad affrontare un piccolo ripasso, propedeutico per capire il funzionamento dello spettrometro di massa, sulle caratteristiche fisiche della luce.

La doppia personalità della luce

Partiamo subito con l’affermazione che la luce ha una doppia personalità:

  • da una parte essa si comporta come un’onda elettromagnetica;
  • da un altro punto di vista essa è trasportata da particelle chiamati fotoni.

Lo spettro elettromagnetico della luce visibile è composto da una serie di onde la cui frequenza f (o lunghezza d’onda   λ= 1/f) varia a seconda del colore manifestato. Per esempio la luce blu ha una lunghezza d’onda più corta rispetto a quella della luce rossa. In figura 3, viene [...]

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Una risposta

  1. Roberta Fiorucci Roberta Fiorucci 16 Novembre 2017

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