科学家现在可以用手机振动检测变质牛奶 无需打开纸盒

想象一下：清晨的第一件事，你从冰箱里拿出牛奶加入咖啡。 但出来的不是早餐，而是发黄的块状杂物。 你闻了闻纸盒，再三确认你看到的是否正确，酸臭的味道差点把你熏晕过去。 在把牛奶倒进水槽之前，您又看了看保质期，仔细检查了三遍。 令人沮丧的是，牛奶还在保质期内。

悉尼新南威尔士大学（UNSW）的研究人员很快就能解决这个问题。 他们开发了一款名为"VibMilk"的智能手机应用程序，利用现成智能手机的内置振动功能检测牛奶是否变质，而无需打开包装盒。

新南威尔士大学计算机科学与工程系的 Wen Hu 教授说："你可以闻出或尝出牛奶是否变质，但这需要打开包装。这样做会让牛奶接触到细菌，从而加速变质。 VibMilk 是非侵入式的，这意味着您可以在不破坏封口的情况下检测牛奶的新鲜度。"

随着牛奶的变质和物理形态的改变，其 pH 值会下降 新南威尔士大学悉尼分校/Wu 等人

牛奶中的水、脂肪、蛋白质和维生素为各种细菌的生长提供了完美的培养基，其中一些细菌对人体有害。 虽然巴氏杀菌和超高温（UHT）处理的目的是防止上述细菌的生长，但并不总是成功，从而导致疾病、食品召回、浪费以及相关的经济损失。

2022 年的一项研究发现，美国家庭扔掉了他们购买的 19% 的乳制品。 许多消费者依靠牛奶包装盒上的"保质期"或"最佳饮用日期"来判断产品是否可以安全饮用。 然而，研究人员说，这些只是粗略的估计，可能并不准确。

"'使用期限'代表的是一种指示，而不是确定的到期日，"Hu 说。"制造商在设定这些日期时，会根据最坏的情况对温度和储存时间等因素做出假设。 如果牛奶保存在正确的条件下（如温度），过了标注日期几天后仍然可以安全饮用。 但如果保存不当，可能在该日期之前都不能饮用"。

于是，研究人员想出了一个解决方案。 牛奶变质后，会从胶体（一种物质均匀地分散在另一种物质中）变成凝乳、乳清和水等独立成分。 降解会改变液体的物理特性，产生不同的振动信号。 随着这些变化，pH 值也会发生变化，从 6.6（新鲜）变为 4.4（完全变质）。

这种简单的方法意味着无需打开纸盒检查牛奶是否新鲜。

VibMilk 应用程序利用智能手机电机产生的振动信号和惯性测量单元（IMU）收集的振动信号来检测产生的振动程度。 应用机器学习算法对数据进行处理后，该应用会将其分配到 23 个 pH 值等级中的一个。

研究人员发现，VibMilk 预测牛奶 pH 值的平均准确率为 98.35%。 它检测新鲜、未受污染牛奶的准确率为 100%。

获取振动信号的方法似乎有点低技术含量，不过，与其他检测变质的方法不同，该应用不需要透明容器，也不需要打开容器，更不需要昂贵笨重的设备。 而且，研究人员还没有完成调整。

Hu 说："虽然我们目前的方法取得了很好的效果，但我们不能保证其他制造商使用不同材料生产的产品也能取得同样的效果。因此，在消费者广泛采用这项技术之前，我们需要与更多的制造商合作。"

VibMilk目前还不能在应用商店下载。

该研究发表于IEEE: Internet of Things Journal。