Цифровой датчик гарантирует свежесть и качество мяса⁠⁠

Автор: Михаил Ваннах, Компьютерра

«Народ любит хорошее мясо… например, бифштексы…»

«Сказка о тройке», А.Стругацкий, Б. Стругацкий

Народ любит хорошее мясо. Полученное от породистого и правильно питающегося скота. Свежее – доставленное до потребителя в надлежащих условиях и в кратчайшие сроки. В традиционном обществе эта задача решалась покупкой свежеразделанного мяса свежезабитого бычка у знакомого мясника, получающего скот у дорожащего купеческим словом прасола-старовера. (Правда, у большей части населения, крестьян, в 1913 году эта проблема не стояла вообще; убоина в их рационе была крайне редка – отошлем интересующихся к уникальной работе А.В.Островского «Животноводство Европейской России в конце XIX – начале XX в.», СПб, 2014)

Сейчас мясо покупается в магазине, чаще всего в соответствующем отделе супер- или гипермаркета, с высокой степенью разделки. Отечественное попадает туда с высокомеханизированных комплексов – сотня бычков на работника минимум – принадлежащих крупным агрофирмам, или, реже, от фермеров – 1000 бычков на 15-18 занятых, включая хозяина и бухгалтера. Мясо импортное идет охлажденными или замороженными тушами или полутушами из Южной Америки (контрсанкции) морем, потом рефрижераторами по дорожной сети.

Потом разделка, упаковка, доставка к прилавкам. На каждом этапе получения продукта возможны проблемы (скоту могут скормить нехорошие, но выгодные пищевые добавки; температурный режим может быть нарушен; недобросовестные торговцы могут «наколоть» мясо какими-либо растворами, мясо может перележать положенный срок…). В принципе все это с некоторой периодичностью контролируется государственными и внутрифирменными органами, а покупатель получает информацию о продукте из этикетки на упаковке. Но все знают – как приближается выборный цикл, юные припартийные активисты начинают поднимать рейтинг поиском «просрочки».

Не менее хорошо широким народным массам известна увлекательная игра в переклейку этикеток, составляющая любимый досуг персонала торговых сетей. Проблему пытаются решить цифровым учетом акцизных марок – но это применимо, скажем, в случае водных растворов этанола. Для куска мяса акцизная марка бессмысленна, как ее не учитывай. Но почему бы не заставить сам кусок мяса рассказать о себе, о своей свежести? И рассказать не дорогому стационарному прибору, отсчет которого виден лишь персоналу лаборатории, а размещенному внутри упаковки датчику, показания которого покупатель способен проверить самостоятельно?

Такая идея легла в основу работы коллектива ученых лондонского Имперского колледжа. Ее результатом стали датчики, конструкция и применение которых описаны здесь – Cellulose Fibers Enable Near–Zero–Cost Electrical Sensing of Water–Soluble Gases. Основой датчика является бумага. И не какая-нибудь дорогая, из хлопка, хорошо проклеенная, идущая на приличные издания и важные документы. Нет, самая обычная бумага из целлюлозы – старшие читатели без труда вспомнят рулоны серой оберточной бумаги в советских магазинах.

Для экспериментов электроды рисовали на бумаге шариковой ручкой с углеродными чернилами:

Такая бумага весьма гигроскопична, вода есть в ней даже когда она выглядит сухой – 5% массы при влажности воздуха в 50%. Работницы советской торговли это свойство хорошо знали, и любили оставить у рулонов с бумагой ведро с водой. И оно же используется и в датчиках – но не для воровства у покупателей, а наоборот – для информирования их о качестве продуктов. Дело в том, что бумага впитает воду вместе с растворенными в ней газами. А газы эти – аммиак, триметиламин – выделяются из мяса и рыбы в процессе порчи.

Так газы проникают в целлюлозную бумагу вместе с водой, меняя ее проводимость – что и может быть замеряно угольными электродами:

В экспериментах напряжение на нарисованные ручкой угольные электроды подавалось с помощью лабораторных приборов, в серийных продуктах напечатанные угольные электроды будут сопряжены с напечатанной же схемой беспроводной сети ближнего действия стандарта NFC, по которому могут быть считаны смартфоном с установленным на нем приложением от разработчиков датчика. В экспериментах столь дешевым и доступным прибором удавалось определить следовые количества аммиака и триметиламина от упакованной птицы и рыбы – меньшие, чем берет несравненно более дорогой стационарный прибор.

А таким образом датчик сопрягается с бесконтактной сетью NFC, что позволяет считывать его данные любым смартфоном:

­

Стоимость такого датчика в серийном производстве оценивается в $0,02, то есть в пару центов или в рупь двадцать на наши деньги. Достаточно дешево, чтобы разместить в упаковке куриного филе или антрекотов без заметного покупателю изменения цены. И такой датчик скажет о свежести продукта и в магазине, и в домашнем холодильнике. Англичане считают, что 60% выбрасываемой еды еще годно для употребления, что приводит к ущербу в £12,5 млрд в год. У нас народ поэкономнее будет, но еды тоже жалко… А еще жальче тех, кто по оплошности съест нечто несвежее.

И фантастически дешевый прибор способен от таких оплошностей избавить! А ведь этот принцип может быть применен и в других целях – для замера текущих параметров грунта, говоря о комфорте/дискомфорте растений хоть на целом поле, хоть в цветочном горшке. В той же медицине, для массовых анализов… Вот, например, компания Axbio Inc. выходца из Петербургского университета Игоря Иванова обещает десятикратно, до $100, удешевить расшифровку генов… Так что поле для применения ИТ в том, что связано с биохимией и биологией – огромное!

P.S. Ну а где гарантия, что ушлые магазинные сидельцы не начнут подделывать показания датчиков? Ее с немалой вероятностью может дать многообразие данных электрохимических измерений, которые породят избыточность кодов в смысле Шеннона. Приложению в смартфоне будет достаточно воспользоваться этой избыточностью, откидывая все подозрительные случаи. Ну а тот, кто сумеет сфальсифицировать замеры с высокой точностью вряд ли станет торговать просрочкой, ибо найдет более пристойное занятие для своей квалификации…