Spektralanalysen mit dem Smartphone: IQ-Innovationspreis Mitteldeutschland für Fraunhofer-Technologie aus Magdeburg

Spektralanalysen sind ein häufig eingesetztes Mittel für die Analyse der Inhaltsstoffe oder der Unterscheidung von Objekten anhand ihrer stofflichen Zusammensetzung. Sie kommen beispielsweise in der Lebensmittelwirtschaft, in der Landwirtschaft oder auch in der Kosmetikindustrie zum Einsatz.

Dabei werden die Objekte mit breitbandigem Licht bestrahlt. Ein spezieller Sensor erfasst die Wellenlängen des reflektierten Lichts und erlaubt auf Basis dieses »spektralen Fingerabdrucks« Rückschlüsse auf die biochemische Zusammensetzung. Doch die dafür notwendige Technik ist teuer.

Mit dem Verfahren »specTelligence Scan« der Magdeburger specOculus GmbH lässt sich eine spektrale Oberflächenanalyse für Konsumenten nun ohne zusätzliche Messgeräte auf einem herkömmlichen Smartphone durchführen. Die Jury des IQ-Innovationspreises Mitteldeutschland 2019 würdigte die Erfindung mit dem ersten Preis in der Rubrik Informationstechnologie.

»Damit werden völlig neue Serviceangebote für Verbraucher in Form innovativer Apps, etwa zur Qualitätskontrolle von Lebensmitteln, möglich. Das außerordentliche Potenzial der Innovation zeigt sich bereits in den ersten, mit Pilotkunden umgesetzten Anwendungen«, begründet Jörn-Heinrich Tobaben, Geschäftsführer der Metropolregion Mitteldeutschland Management GmbH, die Entscheidung.

Die specOculus GmbH ist eine Ausgründung des Fraunhofer IFF. Das Magdeburger Forschungsinstitut hatte die zugrundeliegende Technologie ursprünglich entwickelt und verwertet diese unter dem Namen HawkSpex® Mobile. Für Friedrich Melchert, Geschäftsführer der specOculus GmbH, und Professor Udo Seiffert, wissenschaftlicher Leiter der specOculus GmbH und Leiter der Abteilung Biosystems Engineering am Fraunhofer IFF, ist die Preisverleihung eine Anerkennung der geleisteten Forschungsarbeit. »Wir freuen uns außerordentlich über diese Auszeichnung. Sie ist ein weiterer Baustein in der Erfolgsgeschichte dieser Technologie«, so die beiden Forscher.

Die Technologie

Die neuentwickelte Technologie nutzt statt einer komplexen Spektralmesstechnik nur das Display und die Kamera eines herkömmlichen Smartphones. Mit dem Display und einer zuvor kalibrierten Software wird der Gegenstand durch das Smartphone nacheinander in den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau beleuchtet. Die Frontkamera erfasst simultan das reflektierte Licht. Ein neu entwickelter, selbstlernender Algorithmus analysiert auf Basis von statistischen Referenzdaten das jeweilige Lichtspektrum. So lassen sich etwa nachlackierte Karosserieteile an Autos entdecken, der Frischegrad von Lebensmitteln bestimmen und anhand einer Hautanalyse Empfehlungen für den richtigen Sonnenschutzfaktor geben. Zur Einbindung der Technologie in Apps steht ein Paket aus Softwarebibliotheken für Android und iOS und einer skalierbaren Cloud-Infrastruktur zur Verfügung. Dadurch werden Aufwand und Kosten für die Entwicklung entsprechender Apps deutlich reduziert, was die Technologie auch für KMUs und Start-ups interessant macht. So werden bereits mehrere Pilot-Apps mit Partnern entwickelt.

Der IQ Innovationspreis Mitteldeutschland

Mit dem IQ Innovationspreis Mitteldeutschland fördert die Europäische Metropolregion Mitteldeutschland neuartige, marktfähige Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in fünf branchenspezifischen Clustern. In der Europäischen Metropolregion Mitteldeutschland engagieren sich strukturbestimmende Unternehmen, Städte und Landkreise, Kammern und Verbände sowie Hochschulen und Forschungseinrichtungen aus Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen mit dem gemeinsamen Ziel einer nachhaltigen Entwicklung und Vermarktung der Wirtschafts-, Wissenschafts- und Kulturregion Mitteldeutschland. Der mit 7.500 Euro dotierte Clusterpreis Informationstechnologie wurde gemeinsam von der GISA GmbH und der envia TEL GmbH vergeben.

Prof. Dr.-Ing. Udo Seiffert
Leiter Biosystems Engineering
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Sandtorstr. 22
39106 Magdeburg, Deutschland
Telefon +49 391 4090-107
udo.seiffert@iff.fraunhofer.de

https://www.iff.fraunhofer.de/de/geschaeftsbereiche/biosystems-engineering/forsc…
https://specoculus.com/