利用冲击波技术检测水果成熟度

在水果成熟的正确阶段采摘水果对于防止消费者购买过熟或未成熟的水果至关重要，这会导致不必要的食物浪费。在农业中，收获的时间是精确的，以便收获的水果在出售时达到最佳成熟度。

有几种用于评估水果成熟度的技术，其效果因所使用的产品类型而异。虽然存在生物化学和光学方法，但机械技术应用最广泛。这包括用锤子、摆锤或扬声器等设备对水果施加一个力，并观察水果上发生的振动。这样可以测量硬度，据此可以推测成熟度。

不幸的是，这种方法不适用于软水果，因为软水果通常不太适合用锤子或其他设备敲打。

现在，涩浦理工学院的一组科学家通过提出一种新的非接触式方法来评估水果的硬度，解决了这个问题。这种使用LIP的方法沿用了之前的一项研究，在该研究中，LIP被用于评估硬水果的硬度。

等离子体是物质的一种状态，是一种大部分原子被剥夺了电子，只留下电荷的气体。这种状态可以在普通空气中通过将高能激光束聚焦到一小块空气上而产生。这个“气泡”的等离子体立即膨胀，以超声波的速度发射冲击波。

在他们之前的研究中，研究人员在水果表面附近产生了这些冲击波，以激发一种被称为“足球模式振动”的振动，这是由于球形物体的变形导致的形状让人联想到足球。然后，他们证实了这些振动的频率与水果的硬度有关。

然而，柔软的水果不会表现出这种类型的振动，所以研究小组转而研究瑞利波——发生在物体表面的波。他们用肯特芒果演示了这项技术，证实瑞利波的速度与水果的硬度直接相关。这提供了一种可靠的方法来间接评估软水果的成熟度，无需任何触摸。

他们还发现芒果和其他一些柔软的水果内部的大种子可以改变表面波的传播，破坏他们的测量。沿着芒果的“赤道”测量瑞利波比沿着水果的“本初子午线”测量瑞利波得到的结果更一致。他们还发现，肉内的空洞或腐烂也会影响测量结果。随着时间的推移，他们打算确定衡量软水果成熟度的最佳做法。

细谷直树教授解释说:“我们的系统适用于芒果和其他不表现出通常[足球模式]振动的软水果的非接触和非破坏性硬度评估。”