“智能水杯你知道嗎?”
“知道，一個(gè)杯子加個(gè)APP就說(shuō)是智能了，其實(shí)沒(méi)卵用。”
這是硬創(chuàng)邦記者和朋友的一段簡(jiǎn)短的對(duì)話(huà)。
對(duì)于很多普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，智能水杯給人的印象大概就是這樣，一個(gè)水杯上裝幾個(gè)感應(yīng)模塊，再連個(gè)手機(jī)APP，就能幫人們識(shí)別水的溫度、容量、計(jì)算累計(jì)喝水量等等，這些功能在實(shí)用性和需求上都顯得十分的雞肋。然而，我們今天要說(shuō)的這款智能水杯顯得有些與眾不同，它能夠?qū)崿F(xiàn)一些更高端的功能，比如：液體識(shí)別。
硬創(chuàng)邦記者約到了這款“液體識(shí)別智能水杯”的研發(fā)負(fù)責(zé)人穆允翔，跟他仔細(xì)的聊了聊這一個(gè)與眾不同的智能水杯。
能鑒別液體的杯子
想知道你的喝的是可口可樂(lè)還是橙汁、或者紅茶綠茶藍(lán)茶各種茶么?只需要把飲料倒進(jìn)這個(gè)智能水杯里，在手機(jī)APP上點(diǎn)擊一下識(shí)別鍵，杯子就可以幫你鑒別你所喝的飲料是什么?？吹竭@，有些讀者估計(jì)就要罵娘了：“我XX又不是瞎子，喝什么我自己還不知道么?”。別急，這只是這款杯子目前能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)功能，更強(qiáng)大的在后面。
這個(gè)水杯最初誕生在穆允翔和他團(tuán)隊(duì)參加的一個(gè)創(chuàng)客大賽，在大賽上，他們用幾個(gè)元器件和一個(gè)普通的水杯搭建了這個(gè)智能水杯的雛形。簡(jiǎn)而言之，其原理就是利用高精度的光模塊來(lái)識(shí)別液體的光譜，從而鑒定液體的種類(lèi)。
創(chuàng)客比賽的智能水杯原型
穆允翔說(shuō)，識(shí)別液體的種類(lèi)只是目前能實(shí)現(xiàn)的最基礎(chǔ)的功能，因?yàn)槟壳斑@款杯子還在研發(fā)和測(cè)試階段，所以后期還會(huì)添加更高級(jí)別的檢測(cè)能力，比如食物的種類(lèi)、營(yíng)養(yǎng)成分、甚至奶粉和藥物等的產(chǎn)地以及真假。
這種功能對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)就有些難以理解了，這款智能水杯是如何做到如此精細(xì)的識(shí)別的呢?
光譜識(shí)別和光譜云分析系統(tǒng)
此前說(shuō)過(guò)，這款智能水杯的原理是利用光模塊來(lái)鑒別液體，所以這個(gè)“光譜識(shí)別模塊”就是整個(gè)杯子的核心。
杯子在工作時(shí)，能看到杯子底部發(fā)出光源，這是一種近紅外線(xiàn)的光，在模塊的另一邊，有接收光源的感應(yīng)器。當(dāng)光源穿透液體到達(dá)接收器上的時(shí)候，光已經(jīng)通過(guò)液體的分子進(jìn)行反射、折射發(fā)生變化，這種變化過(guò)的光信息就能通過(guò)光譜分析模塊根據(jù)其光學(xué)特性確定材料組成成分，然后通過(guò)iOS或Android智能手機(jī)APP將這些信息傳入云端對(duì)比數(shù)據(jù)，幾秒后物品的相關(guān)信息就會(huì)顯示在手機(jī)APP上。
據(jù)穆允翔介紹，目前分子識(shí)別模塊目前可以識(shí)別包括飲料、鹽水、糖水、涼茶、味素等大類(lèi)信息，隨著數(shù)據(jù)的增加未來(lái)會(huì)增加更多的識(shí)別空間。
手機(jī)APP端識(shí)別功能
說(shuō)到這，硬創(chuàng)邦記者還是有些不解，這些光譜數(shù)據(jù)是如何定義的呢?標(biāo)準(zhǔn)是什么?
穆允翔解釋說(shuō)，除了杯子上的光模塊之外，液體識(shí)別水杯最核心的就在于“光譜云分析系統(tǒng)”了。
他首先給記者解釋了關(guān)于光譜的相關(guān)知識(shí)。
當(dāng)電磁輻射與物質(zhì)分子作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部會(huì)發(fā)生量子化的能級(jí)躍遷，測(cè)量由此產(chǎn)生的反射、吸收、散射的波長(zhǎng)與強(qiáng)度而進(jìn)行分析的方法稱(chēng)為分子光譜分析法。它是光譜分析的一個(gè)重要分支，主要包括紫外-可見(jiàn)光譜、近紅外光譜、紅外光譜、拉曼光譜等。
光譜云分析系統(tǒng)是一種基于云計(jì)算的、智能型的分子光譜分析系統(tǒng)。它整合了前端光譜采集設(shè)備、光譜數(shù)據(jù)壓縮傳輸、光譜預(yù)處理、光譜數(shù)學(xué)建模等環(huán)節(jié)。光譜云解決了分子光譜應(yīng)用中最復(fù)雜的建模問(wèn)題，為用戶(hù)提供穩(wěn)健、靈活的光譜分析數(shù)學(xué)模型。前端分子光譜采集設(shè)備通過(guò)無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)的方式接入光譜云，光譜云對(duì)輸入的光譜按照預(yù)先建立的模型進(jìn)行分析，用戶(hù)無(wú)需關(guān)心如何建立數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)云端分析后，檢測(cè)結(jié)果回傳給用戶(hù)。
簡(jiǎn)而言之，所有的分子在發(fā)生光反射時(shí)、吸收、散射時(shí)所產(chǎn)生的波長(zhǎng)和強(qiáng)度都是不同的，通過(guò)這個(gè)就能鑒別分子的種類(lèi)，從而鑒定液體的結(jié)構(gòu)組成。
而鑒別時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)還是需要人工設(shè)定的。比如說(shuō)，這有一個(gè)蘋(píng)果，你想要鑒別它的產(chǎn)地是美國(guó)還是中國(guó)東北，這就需要先采購(gòu)美國(guó)和東北的兩種蘋(píng)果，通過(guò)儀器先進(jìn)行光譜測(cè)量，然后將數(shù)據(jù)信息上傳到云端進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的記錄，然后在去測(cè)量其他蘋(píng)果的光譜，用得出的測(cè)量信息與之前上傳的標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行對(duì)比，這樣才能得出結(jié)論。
識(shí)別模塊
穆允翔說(shuō)，目前他們做的杯子還不能實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的測(cè)量，主要在于兩個(gè)原因。
第一，光譜數(shù)據(jù)還沒(méi)有來(lái)得及去采樣和整理，所以云端能夠做對(duì)比的數(shù)據(jù)有限，這些在以后會(huì)陸陸續(xù)續(xù)的進(jìn)行擴(kuò)充。
第二，光譜模塊的精度低。據(jù)他介紹，這種技術(shù)一直以來(lái)都是小眾，只有在一些高精尖的科研領(lǐng)域才能用到。高精度的設(shè)備價(jià)格非常昂貴，他們做這個(gè)杯子的光譜模塊對(duì)其進(jìn)行了低成本的簡(jiǎn)化，所以在精度上也有一定的限制。
醉翁之意不在水杯，在光譜
當(dāng)記者問(wèn)到，為什么想到會(huì)做這個(gè)智能水杯的時(shí)候，穆允翔坦言，最開(kāi)始做智能水杯只是應(yīng)客戶(hù)需求所研發(fā)，他自己本身也覺(jué)得智能水杯這種東西沒(méi)什么用處，既沒(méi)有廣闊的市場(chǎng)也沒(méi)有具有剛性需求的用戶(hù)群體。
不過(guò)后來(lái)他的想法發(fā)生了轉(zhuǎn)變，他說(shuō)，想利用這個(gè)“沒(méi)什么用”的產(chǎn)品讓大眾能夠接觸和了解到光譜技術(shù)。
原型和成型的測(cè)試產(chǎn)品
目前分子光譜分析便捷高效，適合多種物態(tài)分析且結(jié)構(gòu)信息豐富，在常規(guī)分析中有廣泛的應(yīng)用。不過(guò)在民用級(jí)領(lǐng)域由于其高昂的價(jià)格和讓人理解不了的技術(shù)門(mén)檻，還沒(méi)有被廣泛普及。
如今，在云計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)下，分子光譜分析技術(shù)的外延進(jìn)一步擴(kuò)展，以后應(yīng)用在民用級(jí)智能硬件的機(jī)會(huì)也會(huì)增加不少，所以他們想趁著這個(gè)契機(jī)，做最早吃螃蟹的那一批人。
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