皇冠网址app(www.hg108.vip)_数字孪生为水果运输保存“找到”最佳条件

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在从生产地到消费者盘子的过程中,全世界大约三分之一的食物会变质。其中一个重要原因是生产和供应链沿线的不利储存条件,包括家中的次优储存。位于圣加伦的Empa仿生膜和纺织品实验室的研究人员一直在研究数字解决方案,以减少这种食物浪费。现在,该团队与伯尔尼大学和南非斯特伦博世大学的研究人员一起,开发出了柑橘类水果的数字孪生系统,并将研究结果发表在《自然食品》杂志上。

用盘子代替垃圾桶


联合国2030年议程的17个可持续发展目标包括粮食安全和可持续农业。联合国粮食及农业组织(FAO)也将可持续数字解决方案和创新视为实现这些目标的一种手段。由Chandrima Shrivastava和Thijs Defraeye领导的团队现在依靠数字信息进行柑橘类水果的虚拟加倍,他们可以通过“升级”来确定,即升级几乎没有使用的数据。Empa的Defraeye解释道:“现在世界上的每个集装箱都配备了一个或多个温度传感器。”然而,到目前为止,这些测量数据中隐藏的各种信息尚未被利用。


通过对物理过程进行数学评估,该团队能够使用数据集跟踪水果随时间变化的关键特性,从而揭示甚至预测质量损失和营销问题。为了做到这一点,研究人员跟踪了47个柑橘类水果集装箱在整个运输路线上的温度变化,并使用计算机模拟来确定相应损伤的概率,例如腐烂、水分损失、冷损伤、霉菌或果蝇幼虫死亡率等理想变化。


其结果是各种运输条件和相应的质量损失。在研究中,一半的货物都超出了最佳运输条件,后果:腐烂、冷损、货物变质。在30天的旅程结束时,剩下的一些柑橘类水果的保质期只有几天。

最佳条件


然而,解决这个问题的办法不仅仅是冷藏食物。相反,有必要以妥协的形式对运输条件进行精确调整。例如,如果柠檬的温度过低,果蝇等害虫或其他质量受损的害虫就会被拒之门外。另一方面,水果因寒冷而受损,这可能使其滞销。


通过使用数字孪生系统,研究小组现在能够确定最佳条件,在这种条件下,苍蝇侵扰、视觉缺陷和冷损伤等相关风险相互权衡。在这项技术得以应用之前,还需要进一步的开发,但目标很明确:在生产和供应链中,公司应该能够将虚拟水果集成到其流程中,以优化现实中的储存条件,减少粮食损失。


行动中的水果“间谍”


Empa的研究人员也在研究水果和蔬菜的生物物理孪生系统,以减少食物浪费。在这里,聚合物模型完美地模拟了作物的特性。此外,这对生物物理学孪生系统配备了传感器,可以测量真实食物的皮肤和肉中的温度和水分含量。通过这种方式,产品中的“间谍”报告了精确的数据,以优化存储和运输过程中的条件,这与传统的测量方法不同。


最近,研究人员扩大了现有传感器水果(苹果和芒果)的范围,包括各种大小的土豆和鳄梨,并改进了材料和制造工艺。



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