系列:水果甜度个人手持设备检测
-- 产品规划的方案和实现思路
- 背景
我们在前面篇章中,大致的检索了一下市面存在的产品,并采用启发性搜索的办法从国家知识产权局的专利库、中国知网CNKI的学术文献库、各种文章、论坛甚至是GitHub中对我们预研的方向进行了初步的探索。
检索过程中,我们发现这个方向上有很多的先行者,我们并不是最早有这种想法和行动的人员。这个领域其实一直有人在搞,特别是诸如农林大学、食品与制药学院等高校和研究机构。而且从社会层面上来说,设备或产品能上市向普罗大众开放使用,经济价值和社会效应也很可观,所以政府和政策层面的资金扶持应该也一直没有断过。
但是问题来了,为啥直到现在都没有孵化出一个社会化的产品出来呢?原因很值得我们深思,但我想不外乎就几点:
1)未打通从实验室到工业化生产的桥梁;
2)有关键技术或或者应用的难关未攻克(如识别准确率、多种水果探测方式和算法的适配等);
3)产业链配套问题。
在探索中我们也发现,现在目前学术界和市场上对如何对内在问题、外在缺陷、甜度和酸度、成熟度等几个方面的检测并没有形成一个标准的、约定俗成的做法。就以NIR近红外为例,以多少波长多少功率来形成的曝光量,对应于直射或漫反射多厚的果实表皮,能得出最为精确的测量结果,就这个事,每个论文和著作者都不能互相统一意见。说白了就是准确率不行。
就这还没有算不同种类的瓜类或果类,西瓜还分麒麟瓜、黑美人、硒砂瓜呢,皮的厚度不同、生长周期不同、成熟度不同,检测结果也存在很大的水分。这也难怪个个写起论文来这个设备那个装置的,一问到商用阶段的就纷纷熄火。
这些问题,我们在后续方向的专题预研和技术分析的时候,都将会遇到,我们需要思考一些应对这些问题方案和方法。
- 用户需求
根据前面篇章总结的需求,针对便携或手持式检测仪器的最终用户可以简单归类为3种,即瓜果的生长、流通、消费环节的不同参与人员:种植户和技术人员、瓜果分销商和零售商、最终消费用户。
这三个层面的人群对瓜果的内部检测的需求是有差异的,检测的目标对象瓜果也不同。
种植户和技术人员针对的是具体种植的某个品种的不同植株,需要通过水、肥、光、温、土质等条件对某一个水果产品的生长过程进行干预,并在生长周期中的某些时段采用抽检的办法对某一些植株或每个植株的过程产品进行把控,进而获得生长干预的原始数据依据。并能根据预期,获得合理的水果采收上市的规划。这一块内容主要是从源头上把控瓜果的输出品质。
瓜果分销商和零售商针对的是经手的数种不同质量差异的瓜果品种,但规模量非常巨大。这种一般要进行NIR自动化分选和分级,使用便携或手持式检测仪器目的是为了抽检,即同一批水果一般只在分拣时做一次识别,但在之后的储存、运输、交付时,需要对这部分的产品进行时间周期内变化的因素进行把控,会涉及到抽检和交付的需求。
最终消费用户面对的需求就很复杂了,理论上在完全透明的分级销售体系中,只要做好上述两个环节的分级和品控,那么在最终消费用户的环节只需要看它贴的标签或条码就能获取到足够优质的瓜果产品,根本不需要自己再去拿便携或手持式检测仪器对自己要购买的水果进行检验。
但目前现有的市场环境还做不到这个程度,对瓜果消费人群而言面对的可能就是一个混沌的系统:不知道源头、不知道品质、对某类瓜果的专业知识也参差不齐,纯粹就凭口感、凭经验来获取自己所需要的产品。哪怕使用前面几个环节的检测仪器对要购买的瓜果进行检测,其输出的诸如“糖度”“酸度”这种术语和测量值也无从判断品质到底处于什么程度,进而影响购买决策。一切都只能凭经验,这也是光环效应的一种:消费者不知道哪个市场哪个水果店或摊位的产品符合本次购买的需要,那么消费者一般都选择去上次购买到甜的好的店面,期望它对这次选择的产品也能够有一个比较良好的品质。
这里面其实可进行的加工处理内容有很多,但由于信息的单向不透明和指标标准的不一致,决策建议和推荐到目前为止都未能出现。
- 产品规划方案
作为便携或手持设备,产品的输出一定是软硬件结合的方式来进行。为了实现上述需求的使用场景,设备肯定不能使用外置电源的方式来使用。这就要求产品对续航和输出功率进行总体平衡和把控。
体现在产品上就是产品的体型和耗电功率必须足够的合理,这样就注定了部分高能耗的诸如射线检测、电磁特性检测等方式需要被摒弃。
在可选方案中近红外光谱(NIR)、超声检测算是比较理想的方式,而且据检索的结果来看在这几个领域的研究和成果也较多。但在实际输出中,波长范围、成像方式、信号源分布等内容都需要细致的考虑。
在瓜果种类方面,我们将采用分阶段分期实现的方式,即假设硬件能够兼容的情况下,按照不同的模型和版本,可以采用远程升级的办法,分阶段、分步骤的进行模型库和检测算法的更新,最大化的保护用户的前期投入。
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