AI generated picture: quality control of a tomato plant by smartphone
Author profile picture

Sensortechnologiebedrijf MantiSpectra heeft op de Hannover Messe in Duitsland de Hermes Award gewonnen voor ChipSense – een spectrale sensor op een chip. ChipSense maakt de bouw mogelijk van nieuwe materiaalsensoren die 1000 keer kleiner en tot 50 keer goedkoper zijn dan standaardproducten. Daarmee wordt een snelle kwaliteitscontrole toegankelijker dan ooit – bijvoorbeeld via de smartphone.

Voorbeeldtoepassingen van materiaaldetectie:

Voeding & dranken: Kwaliteitscontrole is momenteel inefficiënt en de belangrijkste oorzaak van het terugroepen van producten. Levensmiddelenbedrijven moeten voortdurend monsters naar externe laboratoria sturen voor kwaliteitscontrole. Deze procedure neemt enkele dagen tot weken in beslag en kost gemiddeld 50 tot 100 dollar per analyse. Bovendien wordt de kwaliteitscontrole meestal pas aan het einde van het proces uitgevoerd. ChipSense biedt een directe oplossing om materiaaleigenschappen onmiddellijk te meten, in seconden in plaats van weken, in meerdere stappen van de voedselproductie: bij binnenkomende grondstoffen, tijdens het proces voor real-time analyse, en na de productie voordat de eindproducten worden verzonden.

Landbouw: In de landbouwsector worden beslissingen (oogsttijd, meststoffen en pesticiden) momenteel gebaseerd op een beperkte hoeveelheid gegevens in open velden en kassen. Het is voor boeren van het grootste belang de fysisch-chemische componenten van hun gewas voor en na de oogst te meten. Ook zullen in de toekomst robots die handmatige handelingen verrichten, sensoren nodig hebben die datagestuurde beslissingen nemen. Nu moet een tomatenkweker bijvoorbeeld duizenden tomaten per oogst snijden, meten en vernietigen om de beste variëteit te kiezen. MantiSpectra is al bezig met meerdere landbouwbedrijven, systeemintegratoren en een grote tractorfabrikant die deze oplossing in een tractor inbouwt. Met deze laatste kunnen boeren de verkoopstrategie kiezen op basis van het vocht- en eiwitgehalte.

Slimme logistiek: Bevoorradingsketens werken momenteel op basis van vertrouwen. Fraude in voedsel zoals honing, melk en olijfolie is echter een veel voorkomend probleem. Een laag van spectrale gegevens maakt transparantie mogelijk door informatie rechtstreeks uit het materiaal te halen en niet slechts af te gaan op etiketten.

Drugs- en medicijnanalyse: Politieagenten kunnen in de toekomst verdachte drugs rechtstreeks scannen alvorens deze naar gevalideerde laboratoria te sturen. Voor consumenten wordt het mogelijk dubbel te controleren of hun medicatie correct is. 

Chemische analyse wordt door een groot aantal industrieën gebruikt, van kwaliteitscontrole bij de voedselproductie tot drugsanalyse bij de rechtshandhaving. Het is echter een duur en tijdrovend proces omdat monsters vaak naar gespecialiseerde laboratoria moeten worden gestuurd voor analyse. Met MantiSpectra kunnen bedrijven hun eigen analyse uitvoeren met behulp van draagbare apparaten. 

Materiaalsensoren in smartphonecamera’s

Door gebruik te maken van geïntegreerde fotonica is MantiSpectra erin geslaagd de omvang van materiaalsensoren aanzienlijk te verkleinen en tegelijkertijd de kosten te verlagen. Traditionele apparaten kunnen gemiddeld 50.000 euro kosten, MantiSpectra zet erop in de kosten van een sensor uiteindelijk terug te brengen tot minder dan 10 euro, waardoor massale toepassing op de consumentenmarkt mogelijk wordt. Het inbouwen van materiaalsensoren in smartphonecamera’s ligt dan bijvoorbeeld binnen bereik. Lagere kosten zullen ook de algemene integratie van deze sensoren in robots vergemakkelijken, hetgeen de deur opent voor slimmere logistiek en geautomatiseerde taken – zoals tijdens het oogsten van gewassen. 

© Mantispectra

MantiSpectra, dat wordt gesteund door PhotonDelta, de ontwikkelaar van het fotonica-ecosysteem, is snel omarmd door een reeks industrieën, waaronder voedingsmiddelen en dranken, slimme landbouw, recycling en wetshandhaving. ChipSense wordt nu gebruikt door drie van de tien grootste drankenproducenten ter wereld en een aantal Fortune 500-bedrijven. Daarnaast is er begonnen met proeven voor de Nederlandse politie. De Hermes Award, die werd uitgereikt door de Duitse minister van Onderwijs en Onderzoek Bettina Stark-Watzinger, is een verdere erkenning van de doorbraak van MantiSpectra en de potentiële impact ervan op een groot aantal industrieën. 

Spannendste moet nog komen

Maurangelo Petruzzella, directeur van MantiSpectra ziet in het winnen van de Hermes Award een bevestiging van het enorme potentieel van ChipSense. “Mensen beseffen het misschien niet, maar het analyseren van materialen is een fundamenteel onderdeel van bijna elke industrie. Door dit proces goedkoper en de apparaten veel draagbaarder te maken, wordt de efficiëntie aanzienlijk verbeterd en wordt de deur geopend naar veel meer automatisering en innovatie. ChipSense vat de kracht van geïntegreerde fotonica perfect samen – zonder deze technologie hadden we niet zo’n krachtig, compact en betaalbaar apparaat kunnen maken. De spannendste innovaties moeten nog komen – we zullen nog kleinere en goedkopere apparaten kunnen maken die zullen leiden tot toepassingen op de hele consumentenmarkt. De potentiële impact is vergelijkbaar met de manier waarop GPS-apparaten eerst alleen beschikbaar waren in gespecialiseerde laboratoria en vervolgens in bepaalde industrieën, voordat uiteindelijk elke consument er gebruik van kon maken.”