Картошка барои истеҳсоли чипс, орд, крахмал ва маҳсулоти гуногуни коркардшудаи ғизоӣ ашёи хоми муҳим мебошад. Дар ин маҳсулот миқдори моддаи хушки картошка, яъне ҳиссаи моддаҳои ғайриобӣ дар таркиби он, бевосита ба сифат таъсир мерасонад. Таносуби моддаи хушк аз ҷиҳати самаранокии коркард, сохтори маҳсулот, хрустнокӣ, ҳосили орд ва арзиши иқтисодӣ нишондиҳандаи муҳим ба шумор меравад.

Усулҳои анъанавии ченкунӣ одатан буридани картошка, хушконидан ва дар шароити лабораторӣ баркашидани онро талаб мекунанд. Ин усулҳо метавонанд дақиқ бошанд, аммо сустанд, маҳсулотро вайрон мекунанд ва барои назорати вақти воқеии занҷираи таъминот мувофиқ нестанд. Ин таҳқиқоти препринтӣ ҳадаф дорад, ки миқдори моддаи хушки картошкаро бо дастгоҳи сайёри спектроскопияи наздики инфрасурх зуд ва бидуни вайрон кардани маҳсулот чен кунад.

Муҳаққиқон танҳо бо сохтани модели пешгӯӣ маҳдуд намешаванд. Аввал муайян мекунанд, ки нур то чӣ андоза ба бофтаи картошка нуфуз карда метавонад; баъдан месанҷанд, ки ченкунӣ аз кадом минтақаи картошка тамоми лӯндаро беҳтар намояндагӣ мекунад. Дар ниҳоят онҳо афзункунии додаҳо ва оптимизатсияи моделро анҷом медиҳанд, ки мушкилоти амалии шароити саҳро — ба монанди фишори тамос, каҷии сатҳ ва ихроҷи нур —ро тақлид мекунад.

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки диапазони дарозии мавҷи 835–875 nm дар бофтаи картошка нуфузи оптикии мувофиқтар фароҳам меорад, ченкунии бисёрнуқтагӣ аз минтақаи экваторӣ намояндагии беҳтар дорад ва модели Detrending–UVE–PLS кори дастгоҳи сайёрро устувортар мекунад. Аммо азбаски кор препринт аст, натиҷаҳо бояд на ҳамчун стандарти қатъии саноатӣ, балки ҳамчун пешниҳоди қавии методӣ, ки ба тасдиқи иловагӣ ниёз дорад, хонда шаванд.

Мушкил дар чист?

Миқдори моддаи хушки картошка нишондиҳандаи муҳими сифат дар саноати коркарди ғизо мебошад. Картошкаи дорои ҳиссаи баландтари моддаи хушк метавонад дар баъзе равандҳои коркард ҳосили беҳтар, сохтори мувофиқтар ва хусусиятҳои дилхоҳи маҳсулотро таъмин кунад. Масалан, ҳангоми истеҳсоли чипс таносуби моддаи хушк бо хрустнокӣ ва сифати бирёнкунии маҳсулот алоқаманд аст.

Аммо чен кардани ин нишондиҳанда осон нест. Дар усулҳои классикӣ намунаи картошка гирифта, баркашида, дар ҳарорати баланд хушконида мешавад ва сипас тавассути баркашии дубора ҳиссаи моддаҳои ғайриобӣ ҳисоб карда мешавад. Ин усул боэътимод ҳисобида мешавад, аммо вайронкунанда аст. Яъне маҳсулоти ченшуда дигар дар ҳолати солим намемонад. Илова бар ин, он вақтталаб буда, барои қабули қарорҳои фаврӣ дар хатти истеҳсолӣ мувофиқ нест.

Спектроскопияи наздики инфрасурх барои ин мушкил алтернативаи амалӣ пешниҳод мекунад. Ин усул, ки кӯтоҳшудааш NIR аст, ба маҳсулот дар дарозии мавҷҳои муайян нур мефиристад ва аз шакли нури баргашта ё гузашта дар бораи таркиби химиявӣ маълумот мегирад. Сабаб дар он аст, ки об, крахмал, сафеда ва пайвастагиҳои карбонбунёд дар дарозии мавҷҳои гуногун посухҳои оптикии гуногун медиҳанд.

Аммо ҳангоми истифодаи дастгоҳҳои сайёри NIR дар саҳро се мушкили асосӣ ба миён меояд. Якум, нур метавонад ба бофтаи картошка танҳо то умқи маҳдуд ворид шавад. Агар нур танҳо қабати наздики сатҳро хонад, он метавонад дар бораи сифати дохилии тамоми картошка маълумоти боэътимод надиҳад. Дуюм, сохтори дохилии картошка якхела нест. Нӯги поя, нӯги навда ва минтақаи миёна метавонанд миқдори якхелаи моддаи хушк надошта бошанд. Сеюм, дар истифодаи воқеӣ омилҳое ба монанди фишори тамоси дастгоҳ бо картошка, кунҷи ченкунӣ, каҷии пӯст ва нури муҳит метавонанд спектрро таҳриф кунанд.

Мушкили асосии ин мақола чунин аст: оё бо ёрии низоми сайёри NIR миқдори моддаи хушки картошкаро бидуни буридани маҳсулот ва сарфи назар аз таҳрифҳои ченкунӣ дар шароити саҳро боэътимод пешгӯӣ кардан мумкин аст?

Усул чӣ пешниҳод мекунад?

Таҳқиқот барои ченкунии сайёри NIR равиши сесатҳаро пешниҳод мекунад.

Сатҳи аввал дарки маҳдудиятҳои физикии ченкунӣ мебошад. Муҳаққиқон ба таври таҷрибавӣ муайян мекунанд, ки нур дар бофтаи картошка то чӣ андоза пеш рафта метавонад. Барои ин бофтаи картошка қабат ба қабат тунук карда шуда, мушоҳида мешавад, ки сигнали хоси оптикии дар зери он ҷойгиршуда бо зиёд шудани ғафсии бофта чӣ гуна суст мегардад. Бо ин роҳ баҳо дода мешавад, ки дастгоҳ на танҳо аз ҷиҳати назариявӣ, балки дар бофтаи воқеии картошка то кадом умқ хонда метавонад.

Сатҳи дуюм муайян кардани минтақаи дурусти намунагирӣ мебошад. Нӯги поя, нӯги навда ва минтақаи экватории картошка алоҳида таҳқиқ мешаванд. Минтақаи экваторӣ метавонад ҳамчун камарбанди гирду атрофи қисми миёнаи картошка тасаввур карда шавад. Таҳқиқот нишон медиҳад, ки ин минтақа миқдори моддаи хушки тамоми картошкаро беҳтар намояндагӣ мекунад. Аз ин рӯ, муҳаққиқон ба ҷойи ченкунии якнуқтаӣ ченкунии бисёрнуқтагӣ аз минтақаи экваторӣ ва миёнагирии спектриро қабул мекунанд.

Сатҳи сеюм баланд бардоштани устувории модел мебошад. Вақте дастгоҳҳои сайёр на дар шароити лабораторӣ, балки дар саҳрои воқеӣ истифода мешаванд, тағйирёбии ченкунӣ меафзояд. Дастгоҳ метавонад ба картошка каме сахттар ё сусттар фишурда шавад, каҷии сатҳ метавонад фарқ кунад, кунҷи тамос тағйир ёбад ё нури ихроҷшуда пайдо шавад. Муҳаққиқон стратегияи афзункунии додаҳоро таҳия мекунанд, ки чунин таҳрифҳоро тақлид менамояд. Аз ҳар спектри аслӣ вариантҳои воқеӣ ҳосил карда шуда, модел бар зидди ин маҷмӯи васеътари шароит омӯзонида мешавад.

Дар бахши моделсозӣ 36 роҳи гуногуни таҳлил санҷида мешавад. Онҳо аз таркиби усулҳои гуногуни пешкоркарди спектралӣ ва интихоби тағйирёбандаҳо иборатанд. Ҳамчун модели асосии пешгӯӣ PLS, яъне регрессияи қисман бо усули камтарин квадратҳо, истифода мешавад. Ҳадаф танҳо расидан ба арзиши камтарини хато нест; нигоҳ доштани такрорпазирии ченкунӣ низ муҳим аст. Аз ин рӯ, таҳқиқот меъёри интихоби дуиндексиро истифода мебарад: хатои пешгӯӣ ва тағйирёбии ченкуниҳои такрорӣ якҷоя арзёбӣ мешаванд.

Формулаҳо чӣ мегӯянд?

Ин таҳқиқот формулаҳоро барои табдил додани сигнали нуре, ки сенсори сайёр чен мекунад, ба пешгӯии маънодори сифат истифода мебарад.

Формулаи аввал ҳисобкунии абсорбансро шарҳ медиҳад. Абсорбанс аз фарқи байни нури ба намуна фиристодашуда ва нури пас аз гузаштан аз намуна ченшуда ҳосил мешавад. Ба таври содда, бофтаи картошка дар баъзе дарозии мавҷҳо як қисми нурро фурӯ мебарад ё пароканда мекунад. Ин тағйир дар бораи таркиби картошка маълумот медиҳад. Азбаски дар таҳқиқот ченкуниҳои истинодӣ ва намуна бо вақтҳои гуногуни интегратсия гирифта шудаанд, ин фарқи вақт низ дар формула ислоҳ карда мешавад.

Формулаҳои дуюм ва сеюм ба равиши ҷудокунии сигнал бо номи oblique projection такя мекунанд. Ин усул барои кам кардани таъсири пасзаминаи аз бофтаи картошка омада ва равшантар ҷудо кардани сигнали хоси стандарти шишагии Pr-Nd, ки дар поён ҷойгир аст, истифода мешавад. Бо ин роҳ, ҳангоми зиёд шудани ғафсии бофта сустшавии сигналро тозатар мушоҳида кардан мумкин аст.

Формулаи чорум нишон медиҳад, ки сигнали нур бо зиёд шудани ғафсии бофта ба таври экспоненсиалӣ кам мешавад. Ин барои бофтаҳои биологӣ рафтори интизоршаванда аст. Бо зиёд шудани ғафсии бофта нур бештар пароканда ва фурӯ бурда мешавад. Коэффитсиенти самараноки сустшавӣ дар формула нишон медиҳад, ки нур дар бофтаи картошка то чӣ андоза зуд нобуд мешавад. Аз ин коэффитсиент умқи хоси нуфуз ҳисоб карда мешавад.

Формулаҳои арзёбии модел муваффақияти пешгӯиро чен мекунанд. R² нишон медиҳад, ки модел тағйирёбии арзишҳои истинодиро то чӣ андоза шарҳ дода метавонад. RMSE андозаи хатои пешгӯиро ифода мекунад. Mean RSD бошад нишон медиҳад, ки пешгӯиҳо ҳангоми ченкуниҳои такрорӣ дар як намуна то чӣ андоза тағйир меёбанд. Ин меъёри охир барои дастгоҳҳои сайёр махсусан муҳим аст, зеро дар саҳро на танҳо пешгӯии дуруст, балки гирифтани натиҷаи монанд ҳангоми аз нав чен кардани ҳамон намуна низ зарур аст.

Паёми асосии график / ҷадвал / схема

Тасвире, ки меъмории дастгоҳро нишон медиҳад, мефаҳмонад, ки низоми сайёри NIR танҳо аз як спектрометр иборат нест. Низом аз модули равшанидиҳии LED, мини-спектрометр, воҳиди идоракунии бар Raspberry Pi асосёфта ва интерфейси махсуси оптикӣ, ки барои кам кардани ихроҷи нур пешбинӣ шудааст, иборат мебошад. Паёми асосии тасвир он аст, ки таҳқиқот ҳам ҷанбаи сахтафзор ва ҳам ҷанбаи нармафзор/моделро якҷоя баррасӣ мекунад.

Графикҳои сустшавии сигнал нишон медиҳанд, ки бо ғафс шудани бофтаи картошка сигнали хоси оптикӣ зуд кам мешавад. Ҳангоме ки ғафсии бофта 1–2 mm аст, сигнал қавӣ мебошад; бо зиёд шудани ғафсӣ он ба таври экспоненсиалӣ паст мешавад. Паёми асосии ин графикҳо чунин аст: дастгоҳи сайёр тамоми картошкаро аз аввал то охир «намебинад», балки аз умқи муайяни самаранок маълумот мегирад.

Графики нуфуз вобаста ба дарозии мавҷ нишон медиҳад, ки ҳар як нур дар бофтаи картошка якхела самаранок нест. Дар диапазони 700–820 nm нуфуз маҳдудтар аст, дар ҳоле ки дар диапазони 835–875 nm натиҷаи беҳтар ба даст меояд. Ин минтақа барои пешгӯии сифат арзишманд дониста мешавад, зеро ба пайвандҳои карбон–гидроген, ки бо ҷузъҳои муҳими моддаи хушки картошка алоқаманданд, ҳассос аст.

Графики муқоисаи минтақаҳои анатомӣ нишон медиҳад, ки нуқтаҳои гуногуни картошка тамоми лӯндаро ба андозаи якхела намояндагӣ намекунанд. Нӯги поя баландтарин каҷравиро дорад, дар ҳоле ки минтақаи экваторӣ арзише медиҳад, ки ба миқдори моддаи хушки тамоми картошка хеле наздиктар аст. Паёми асосии график ин аст, ки интихоби нуқтаи дурусти ченкунӣ ба мисли интихоби дастгоҳи дуруст муҳим мебошад.

Графике, ки спектрҳои хом ва афзуншударо нишон медиҳад, шарҳ медиҳад, ки афзункунии додаҳо чӣ кор мекунад. Ҳангоме ки ченкуниҳои такрории хом дар доираи муайян тағйир меёбанд, маҷмӯи додаҳои афзуншуда майдони васътар, вале воқеии тағйирёбии ченкуниро ба вуҷуд меорад. Ин ба модел имкон медиҳад, ки на танҳо ба сигнали идеалии лабораторӣ, балки ба таҳрифҳои тамос ва сатҳ, ки дар саҳро дучор шуда метавонад, низ омода шавад.

Графики PCA нишон медиҳад, ки спектрҳои афзуншуда аз тақсимоти воқеии додаҳо берун нарафтаанд. Яъне афзункунии додаҳо сигналҳои тасодуфӣ ва ғайривоқеӣ тавлид накардааст, балки дар доираи табиии тағйирёбии спектрҳои ченшуда боқӣ мондааст. Ин имкон медиҳад, ки истифодаи додаҳои сунъӣ дар омӯзиши модел боэътимодтар шарҳ дода шавад.

Графики Парето нишон медиҳад, ки ҳангоми интихоби модел танҳо ба арзиши пасти хато нигаристан кофӣ нест. Ҳатто агар баъзе моделҳо хатои кам диҳанд, тағйирёбии ченкуниҳои такрорӣ метавонад зиёд бошад. Варианти беҳтарин дар минтақае ҷойгир аст, ки ҳам хатои пешгӯӣ ва ҳам ноустувории ченкунӣ паст нигоҳ дошта мешаванд. Дар ин таҳқиқот омезиши Detrending–UVE аз нигоҳи ин тавозун бартарӣ нишон медиҳад.

Графикҳои муқоисаи тағйирёбандаҳои пинҳонӣ нишон медиҳанд, ки модели мураккабтар на ҳамеша беҳтар аст. Моделе, ки ҷузъҳои пинҳонии бештар истифода мебарад, метавонад ҳангоми санҷиши салибӣ хуб ба назар расад, аммо дар санҷиши беруна ва ченкуниҳои такрорӣ ноустувортар шавад. Аз ин рӯ, муҳаққиқон модели дорои 8 тағйирёбандаи пинҳонии нисбатан мутавозин ва устуворро интихоб мекунанд.

Графики тасдиқи саҳроӣ нишон медиҳад, ки пешгӯиҳои вақти воқеии аз дастгоҳи сайёр гирифташуда дар маҷмӯъ бо арзишҳои истинодии лабораторӣ мувофиқат доранд. Наздик паҳн шудани нуқтаҳо ба хатти 1:1 аз он шаҳодат медиҳад, ки модел барои истифода дар саҳро дорои иқтидори қобили қабул аст. Аммо ин натиҷа бояд бо озмоишҳои васеътар ва дар шароити гуногун тасдиқ карда шавад.

Таҷрибаҳо чӣ гуна гузаронида шуданд?

Дар таҳқиқот ҳамагӣ 143 лӯндаи солими картошка истифода шудааст. Намунаҳо аз се минтақаи муҳими истеҳсолии Чин ҷамъоварӣ шудаанд: Муғулистони дохилӣ, Шанси ва Шандун. Намунаҳо барои ҳадафҳои гуногуни таҷрибавӣ ба гурӯҳҳо ҷудо карда шудаанд. Баъзеҳо барои чен кардани умқи нуфузи оптикӣ, баъзеҳо барои фаҳмидани тақсимоти моддаи хушк дар дохили картошка ва қисми асосӣ барои таҳия ва тасдиқи модел истифода шудаанд.

Ченкунии истинодии моддаи хушк бо усули классикии хушконидан дар танӯр анҷом дода шудааст. Аввал картошкаҳо дар ҳолати тару тоза дар тарозуи дақиқ баркашида, баъдан дар ҳарорати 105 °C то расидан ба вазни доимӣ хушконида шудаанд ва таносуби массаи хушк ба массаи тар ҳисоб карда шудааст. Ин арзиш ҳамчун арзиши воқеии истинодие истифода шудааст, ки модели NIR кӯшиш мекунад онро омӯзад.

Низоми сайёри NIR аз ҷониби муҳаққиқон таҳия шудааст. Дастгоҳ аз ҳашт LED, ки дар диапазони 680–1030 nm кор мекунанд, мини-спектрометре, ки диапазони 645–1085 nm-ро чен карда метавонад, воҳиди идоракунии бар Raspberry Pi асосёфта ва интерфейси оптикие иборат аст, ки барои кам кардани ихроҷи нур пешбинӣ шудааст. Аз ҳар картошка дар минтақаи экваторӣ аз се мавқеи гуногун спектр гирифта шуда, ҳар ченкунӣ ҳамчун миёнаи 100 сканкунии пайдарпай сабт шудааст.

Барои таҷрибаи нуфузи оптикӣ бофтаи картошка қабат ба қабат тунук карда шудааст. Дар ғафсиҳои бофта аз тақрибан 1 mm то 20 mm тағйирёбанда чен карда шудааст, ки сигнали стандарти оптикии дар тарафи поён ҷойгиршуда то чӣ андоза суст мешавад. Ба ин васила муайян карда шудааст, ки нур дар кадом диапазони дарозии мавҷ метавонад ба бофтаи картошка амиқтар расад.

Барои таҳлили гетерогении фазоӣ аз нӯги поя, нӯги навда ва минтақаи экваторӣ пораҳои бофта гирифта шудаанд. Арзишҳои моддаи хушки ин минтақаҳо бо арзиши истинодии тамоми картошка муқоиса карда шудаанд. Муайян шудааст, ки минтақаи экваторӣ тамоми картошкаро беҳтар намояндагӣ мекунад.

Дар марҳилаи таҳияи модел додаҳо дар сатҳи ҳар картошка ҷудо карда шудаанд. Яъне спектрҳои аз як картошка гирифташуда ба маҷмӯаҳои омӯзишӣ ва санҷишӣ ҳамзамон дохил нашудаанд. Ин ҷузъиёти муҳим аст, зеро дар акси ҳол модел сигналҳои монанди ҳамон картошкаро дида, метавонад аз воқеият муваффақтар ба назар расад.

Муҳаққиқон инчунин афзункунии додаҳоро барои тақлид кардани таҳрифҳои саҳроӣ истифода бурдаанд. Аз ҳар спектри аслӣ 20 вариант истеҳсол шудааст. Ин вариантҳо тавре тарҳрезӣ шудаанд, ки мушкилоти воқеӣ, ба монанди фишори тамос, каҷии сатҳ, тағйирёбии роҳи оптикӣ, ҷойивазкунии хатти асосӣ ва садои детекторро тақлид кунанд.

Дар ниҳоят 36 роҳи гуногуни моделсозӣ санҷида шудаанд. Усулҳои гуногуни пешкоркарди спектралӣ, стратегияҳои интихоби тағйирёбандаҳо ва регрессияи PLS якҷоя озмуда шудаанд. Модели беҳтарин на танҳо аз рӯи арзиши камтарини хато, балки аз рӯи устувории ченкуниҳои такрорӣ низ интихоб шудааст.

Натиҷаҳо чӣ нишон медиҳанд?

Натиҷаҳои нуфузи оптикӣ нишон медиҳанд, ки диапазони 835–875 nm дар бофтаи картошка иттилои самараноктар дорад. Дар ин диапазон умқи амалии ошкоркунӣ аз 15 mm зиёд шуда, ҳадди аксар ба 20.33 mm мерасад. Ин барои дастгоҳи сайёр натиҷаи муҳим аст, зеро нишон медиҳад, ки дастгоҳ дар кадом дарозии мавҷ метавонад иттилои дохилии боэътимодтар гирад.

Таҳлили минтақаҳои анатомӣ нишон медиҳад, ки минтақаи экваторӣ барои намояндагӣ кардани тамоми картошка мувофиқтарин минтақа мебошад. Дар нӯги поя хатои миёнаи нисбӣ хеле баландтар буда, дар минтақаи экваторӣ хато хеле паст ёфт шудааст. Аз ин рӯ, ченкунии бисёрнуқтагӣ аз минтақаи экваторӣ ҳамчун стратегияи мувофиқтар барои пешгӯии миқдори умумии моддаи хушки картошка пешниҳод мешавад.

Натиҷаҳои афзункунии додаҳо нишон медиҳанд, ки спектрҳои ба таври сунъӣ тавлидшуда дар дохили тақсимоти воқеии додаҳо боқӣ мондаанд. Ин нишон медиҳад, ки модел на бо сигналҳои ғайривоқеӣ, балки бо таҳрифҳои қобили қабул, ки дар саҳро дучор шуданашон мумкин аст, омӯзонида шудааст.

Ҳангоми муқоисаи моделҳо усулҳои пешкоркарди бар асоси ҳосилаҳо тағйирёбии бештари ченкуниро ба вуҷуд овардаанд. Сабаб дар он аст, ки гирифтани ҳосила дар баъзе ҳолатҳо садоро низ пурзӯр мекунад. Баръакс, усули detrending ҳангоми коҳиш додани ҷойивазкунии хатти асосӣ, ки аз каҷии сатҳ ва фарқи тамос ба вуҷуд меояд, садоро аз ҳад зиёд пурзӯр накардааст.

Дар байни усулҳои интихоби тағйирёбандаҳо UVE ба далели интихоби тағйирёбандаҳои устувор бартарӣ пайдо кардааст. Вақте detrending бо UVE якҷоя мешавад, он ҳам аз нигоҳи хатои пешгӯӣ ва ҳам тағйирёбии ченкуниҳои такрорӣ ҳалли мутавозинтаринро медиҳад.

Ҳангоми тасдиқи модел модели Detrending–UVE–PLS дорои 8 тағйирёбандаи пинҳонӣ дар тасдиқи беруна ба R²=0.7628 ва RMSEP=1.76% расидааст. Дар тасдиқи дастгоҳи дар шароити саҳро ҷойгиршуда бошад, R²=0.8229, RMSEP=1.15% ва Mean RSD=1.47% гузориш шудааст. Ин арзишҳо нишон медиҳанд, ки низоми сайёр барои назорати моддаи хушки картошка дорои иқтидори истифода мебошад.

Чаро ин муҳим аст?

Дар занҷираи таъминоти ғизо ченкунии босуръати сифат рӯз ба рӯз муҳимтар мешавад. Дар маҳсулоти ҳаҷман калон, ба монанди картошка, буридан, хушконидан ва дар лаборатория таҳлил кардани ҳар як намуна ҳам суст ва ҳам гарон аст. Агар бо дастгоҳи сайёр ченкунии зуд ва бидуни вайронкунӣ анҷом дода шавад, истеҳсолкунанда, анбор, корхонаи коркард ва воҳидҳои назорати сифат метавонанд зудтар қарор қабул кунанд.

Ин таҳқиқот нишон медиҳад, ки дар ченкунии сайёри NIR танҳо равиши «модел месозем ва пешгӯӣ мекунем» кофӣ нест. Маҳдудиятҳои физикии дастгоҳ, умқи нуфузи нур ба бофта, гетерогении дохилии картошка ва таҳрифҳои истифодаи воқеии саҳроиро бояд якҷоя ба назар гирифт.

Пешниҳоди ченкунии бисёрнуқтагӣ махсусан аз минтақаи экваторӣ аз ҷиҳати амалӣ муҳим аст. Зеро агар дар дастгоҳҳои сайёр нуқтаи ченкунӣ нодуруст интихоб шавад, новобаста аз он ки модел то чӣ андоза хуб аст, пешгӯӣ метавонад каҷ шавад. Ба ҳамин монанд, интихоби модел бо меъёри дугонаи индексӣ на танҳо хатои паст, балки устувории ченкуниҳои такрориро талаб мекунад ва аз ин рӯ меъёри сифатеро пешниҳод менамояд, ки ба шароити воқеии истифода наздиктар аст.

Ин равиш на танҳо барои картошка, балки барои дигар меваю сабзавоти дорои сохтори дохилии якхела набуда низ намуна шуда метавонад. Аммо азбаски сохтори пӯст, миқдори об, зичии бофта ва таркиби химиявии ҳар маҳсулот фарқ мекунад, ба ҷойи интиқоли мустақим тасдиқи маҳсулотмеҳвар зарур аст.

Нуқтаҳои муҳим

Ин мақола препринт аст. Яъне он аз баррасии ҳамтоён нагузаштааст. Гарчанде натиҷаҳо умедбахшанд, онҳоро набояд ҳамчун стандарти қатъии саноатӣ ё дастури бевоситаи татбиқ пешниҳод кард.

Таҳқиқот ба намунаҳои картошкаи аз минтақаҳои муайян ҷамъоваришуда такя мекунад. Навъҳои гуногун, шароити гуногуни нигоҳдорӣ, ғафсии гуногуни пӯст, давраҳои гуногуни ҷамъоварӣ ва минтақаҳои гуногуни истеҳсолӣ метавонанд ба кори модел таъсир расонанд.

Гарчанде шумораи умумии намунаҳо барои таҳияи низоми сайёр арзишманд аст, барои умумисозӣ дар миқёси саноатӣ маҷмӯаҳои додаҳои васеътар, чандсола ва гуногунҷабҳа заруранд.

Умқи нуфузи оптикӣ маҳдуд аст. Дастгоҳ тамоми картошкаро мустақиман намехонад; он бо истифода аз сигнали аз умқи муайян омада, дар бораи тамоми лӯнда пешгӯӣ мекунад. Аз ин рӯ, ченкунии бисёрнуқтагӣ ва интихоби минтақаи дурусти намунагирӣ аҳамияти ҳалкунанда доранд.

Тасдиқи саҳроӣ бо 28 намунаи мустақил анҷом дода шудааст. Ин оғози хуб аст, аммо дар хатти воқеии коркард омилҳои иловагӣ — суръат, ҳарорат, намнокӣ, ҳаракати маҳсулот, фарқи оператор ва тағйирёбии байни дастгоҳҳо — низ бояд санҷида шаванд.

Усули афзункунии додаҳо барои тақлид кардани таҳрифҳои воқеӣ тарҳрезӣ шудааст, аммо симулятсия на ҳамеша мураккабии воқеии саҳроро пурра инъикос карда метавонад. Аз ин рӯ, тасдиқи иловагӣ бо додаҳои воқеии хатти истеҳсолӣ муҳим аст.

Хулоса

Ин таҳқиқот дар самти чен кардани миқдори моддаи хушки картошка бо низоми сайёри NIR-и бидуни вайронкунӣ равиши муҳими муҳандисӣ пешниҳод мекунад. Муҳаққиқон аввал кӯшиш мекунанд маҳдудияти физикии дастгоҳро дарк кунанд: нур ба бофтаи картошка то чӣ андоза ворид мешавад ва кадом дарозии мавҷ иттилои беҳтар медиҳад? Сипас онҳо гетерогении дохилии картошкаро ба назар мегиранд: агар аз кадом минтақа ченкунӣ гирифта шавад, тамоми лӯнда беҳтар намояндагӣ мешавад? Дар ниҳоят, дар бахши моделсозӣ онҳо на танҳо хатои пешгӯӣ, балки устувории ченкуниро низ оптимизатсия мекунанд.

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки диапазони 835–875 nm равзанаи оптикии мувофиқтарро фароҳам меорад, минтақаи экваторӣ барои ченкунӣ намояндагии беҳтар дорад ва равиши Detrending–UVE–PLS нисбат ба таҳрифҳои саҳроӣ натиҷаҳои устувортар медиҳад.

Бехатартарин тафсир чунин аст: ин усул номзади қавӣ барои ченкунии сайёр ва бидуни вайронкунӣ дар назорати сифати картошка мебошад. Аммо то замоне ки дар навъҳои гуногун, шароити гуногуни ҷамъоварӣ/нигоҳдорӣ, дастгоҳҳои гуногун ва хатҳои воқеии саноатӣ тасдиқи васеътар анҷом дода нашавад, онро набояд ҳамчун стандарти қатъии татбиқ баррасӣ кард.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Ин матн дар асоси мақолаи препринтӣ бо унвони «Optimizing Portable Near-Infrared Potato Sensing via Optical Penetration Constraints and Spatial Heterogeneity Mapping» таҳия шудааст. Таҳқиқот барои такмил додани ченкунии миқдори моддаи хушки картошка бо спектроскопияи сайёри наздики инфрасурх умқи нуфузи оптикӣ, намояндагии минтақаҳои анатомӣ, афзункунии додаҳо ва оптимизатсияи модели кемометриро якҷоя баррасӣ мекунад.

Ин матн тарҷумаи айнанӣ нест. Ғояи асосӣ, усул, формулаҳо, графикҳо, таҷрибаҳо, натиҷаҳо ва маҳдудиятҳои мақола барои хонандаи Verianla содда карда шуда, дар шакли мундариҷаи таҳририи муаллифии тоҷикӣ аз нав баён шудаанд. Азбаски таҳқиқот препринт аст, натиҷаҳо на ҳамчун стандарти қатъии назорати сифат, балки ҳамчун натиҷаҳои тадқиқотие арзёбӣ шаванд, ки ба тасдиқи иловагӣ дар саҳро ва саноат ниёз доранд.