Avansert kamera ser blodskader i torsk gjennom skinnet
Å måle kvalitet inni en fisk uten å skjære den opp, kan være vanskelig. Selv med moderne kamerateknologi. Men nå nærmer forskerne seg en metode som fungerer.
Hovedfunn:
- Nofima-forskere har utviklet en metode som kan “se gjennom” fiskeskinn for å oppdage blod i torskefilet.
- Teknologien bruker hyperspektral avbildning og nevrale nettverk for å måle blodinnhold nøyaktig og uten å skade fisken.
- Resultatene viser høy treffsikkerhet og egner seg for bruk direkte i fiskeindustrien.
- Metoden kan gi bedre sortering og kvalitetskontroll, mindre matsvinn, og priser som bedre reflekterer kvaliteten.
Fiskeskinn, skjell og vev sprer og absorberer lyset på kompliserte måter, slik at det er vanskelig å se hva som gjemmer seg under.
– Det er nesten som om man prøver å se noe tydelig gjennom frostet glass, sier Nofima-forsker Rowan Romeyn.
Med kamerateknologi og kunstig intelligens, er det likevel nå mulig å se gjennom fiskens skinn om den har blod i fileten. Målet er raskere og mer presis kvalitetskontroll, mindre matsvinn og bedre lønnsomhet for god fisk.
Nofima-forskerne Rowan Romeyn, Samuel Ortega og Karsten Heia har utviklet en modell som kan beregne hvor mye blod som finnes i torsk, både i fileter og i hel, sløyd fisk.
Metoden bruker et spesialkamera og et dataprogram – et såkalt nevralt nettverk. Disse undersøker med lysteknologi hvert punkt i bildet. Slik kan de beregne hvor mye blod som er i fiskemuskelen.
Avbildning og analysen av den, går nå altså like raskt som produksjonsbåndene i industrien.
Høy treffsikkerhet og små avvik
Funnene er nylig omtalt i en fagfellevurdert vitenskapelig artikkel i Journal of Spectroscopy.
– Vi har trent modellen på prøver med kjent blodinnhold, både med og uten skinn, for at systemet skal lære å kjenne igjen signalene fra blod gjennom et komplisert lag av skinn, skjell og vev. Resultatene viser at modellen gir høy treffsikkerhet og små avvik mellom målte og beregnede verdier, sier Rowan Romeyn.
Arbeidet startet – som det ofte gjør i forskningssammenheng – i laboratoriet.
– Vi brukte prøver der vi visste nøyaktig hvor mye blod som var i muskelen. Da kunne vi lære modellen hvordan blod påvirker lys. Deretter lot vi den lære hvordan dette signalet forvrenges når lyset må gjennom skinn, skjell og vev, sier Rowan Romeyn.
Slik har forskerne i praksis lært datamodellen å “trekke fra” effekten av skinnet – slik at det som står igjen, er informasjon om blodet.
Teknologien for å måle kvalitet med lys, Maritech Eye, er utviklet av Nofima i samarbeid med Maritech og Norsk Elektro Optikk (NEO). Maritech Eye er i ferd med å bli et multiverktøy.
Seniorforsker Karsten Heia har brukt mye av sitt forskerliv på å utvikle teknologien, som nå er tatt i bruk i mange ulike felt innen matproduksjon. Stadig jobber han og forskerkollegene i Nofima med å finne nye områder å bruke teknologien på. Stadig jobber forskergruppen med å utvikle teknologien. Og stadig jobber de med å forstå hvordan den kan kombineres med annen, moderne teknologi. Kunstig intelligens, for eksempel.
– Det det handler om, er enkelt forklart hvor mye lys på ulike frekvenser som stoppes av det elementet som avbildes. Vi kombinerer måling av lys som forsvinner i fisken, med romlig avbildning – altså et bilde som viser hvordan lyset varierer rundt omkring i hele fileten, forklarer Rowan Romeyn.
Flere farger enn øyet kan se
Hyperspektral avbildning betyr at et kamera tar bilder med mange flere farger enn det øyet kan se, ofte mange titall «fargekanaler». Avbildninger blir derfor svært nøyaktige. Systemet bruker også hyperspektral bildebehandling for å måle blodinnhold i fisken automatisk og – ikke minst – uten å skade fisken.
– Det som er spennende med studien er at vi viser at presise laboratoriemålinger er verdifulle og kan omsettes til en robust metode som fungerer gjennom fiskeskinn. Alt dette uten å ta i fisken eller påvirke kvaliteten. Ikke-destruktiv, som det heter på fagspråket, sier Rowan Romeyn.
– Resultatene viser at den nye nettverksmodellen vi bruker fungerer godt sammen med Maritech Eye, både i laboratorieprøver og på ekte fisk i industrielle omgivelser,
Den nye metoden løser ifølge forskerteamet svakheter ved dagens målemodeller.
– Disse eldre modellene sliter særlig når det er mye blod eller når blodet ligger under skinnet, påpeker han.
Sortere bedre
Nofima-studien peker på at teknologien er godt egnet til å brukes direkte i produksjonslinjer, der hyperspektrale kameraer allerede kan monteres over transportbånd.
– Ved å få rask og automatisk informasjon om blodinnhold i hver enkelt fisk, kan slakteriene sortere bedre, utnytte råstoffet mer effektivt og knytte pris tettere til reell kvalitet, sier Rowan Romeyn.
Om forskningen
Den vitenskapelige publikasjonen kan du lese her i Journal of Spectroscopy.
Forskningen er gjort som del av forskningsprogrammet DigiFoods, finansiert av Norges forskningsråd.
Kontaktperson
Filer og Lenker