Mullistava suomalaiskeksintö voi muuttaa markkinat – näkeekö kännykkäkamerasi pian, onko avokado kypsä tai juusto homeinen?

Tämä voi olla jo lähitulevaisuudessa mahdollista, jos tavallisten kuluttajien ulottuville saadaan edullisia laitteita, joiden avulla voidaan ottaa hyperspektrikuvia.

Helsingin yliopistossa on meneillään hanke, joka onnistuessaan tekee tästä totta.

– Nykyiset hyperspektrikamerat ovat suhteellisen kalliita. Normaalilla kuluttajalla ei ole todellakaan varaa hankkia tällaista kameraa, sanoo uuden menetelmän pääkeksijöihin lukeutuva tohtorikoulutettava Mikko Toivonen Helsingin yliopiston tietojenkäsittelytieteen osastolta.

Jopa kymmenientuhansien eurojen kameroita

Hyperspektrikamera on laite, jonka toiminta perustuu kohteen pinnasta heijastuvan valon spektrin eli värikirjon mittaamiseen eri aallonpituusalueilla. Kun tavallinen järjestelmäkamera jäljittelee ihmissilmää ja tallentaa vain näkyvän punaisen, sinisen ja vihreän värin, hyperspektrikuvantaminen mahdollistaa jopa satojen eri värien tallentamisen.

Yksinkertaistettuna spektri käytännössä paljastaa kohteen, kuten avokadon, kemiallisen koostumuksen.

Hyperspektrikameroita käytetään nykyisin monilla eri aloilla ja erilaisiin tarkoituksiin.

Kameroita voidaan hyödyntää muun muassa teollisuuden laadunvalvonnassa, metsien kaukokartoituksessa tai vaikkapa poliisin työssä rikospaikkatutkinnassa. Koska kamerat voivat maksaa jopa kymmeniätuhansia euroja, ne ovat rajoittuneet ammattikäyttöön.

Lisälaitteen ja tekoälyalgoritmin yhdistelmä

Helsingin yliopistossa kehitelty uusi menetelmä, joka voi tuoda hyperspektrikuvantamisen hyödyt myös tavallisen kansalaisen ulottuville, perustuu kameran linssin eteen asennettavan yksinkertaisen lisälaitteen ja uuden tekoälyalgoritmin yhdistelmään. Toivosen mukaan kameran linssin eteen tuleva laite on passiivinen eli siinä ei ole elektromekaanisia eikä muita aktiivisia osia.

– Lisälaite on lyhyt putki, jossa on muutamia optisia komponentteja, jotka hajottavat valon spektriin tietyllä tavalla. Algoritmi ymmärtää, miten kuva on hajautettu spektriksi ja luo sitä kautta hyperspektrikuvan, Toivonen kertoo.

Tätä kautta on myös mahdollista saada tieto siitä, onko esimerkiksi avokado kypsä tai onko myynnissä olevaa valkoista autoa ehkä maalattu uudestaan.

– Voi olla, että auto näyttää päällepäin kaikin puolin valkoiselta, mutta sitten huomaat, että joku alue on maalattu uudestaan, mikä voisi indikoida sitä, että autolla on jossain vaiheessa ajettu kolari, Toivonen kuvailee uuden keksinnön mahdollisia kuluttajahyötyjä.

Uusi tuote markkinoille muutaman vuoden sisällä?

Helsingin yliopistossa tehty innovaatio voi tarjota työkaluja myös esimerkiksi oman terveyden seurantaan. Hyperspektrikuvantamisen hyödyt saattaisivat auttaa kuluttajaa vaikkapa omien ihomuutosten havaitsemisessa ihosyövän varalta.

– Jos henkilö epäilisi värimuutosta ihollaan, hän voisi tarkkailla tilannetta paljon helpommin tätä teknologiaa hyödyntävän sovelluksen kanssa. Hän voisi ottaa kuvia ihosta esimerkiksi viikon tai kuukauden välein, Toivonen sanoo.

Tirkistelymahdollisuuksia keksintö ei tarjoa eli ihmisen vaatteiden alle ei voi "nähdä".

– Vaatteiden alle ei pysty näkemään sen enempää kuin mitä ihminenkään näkee.

Jos kaikki menee suunnitellusti, mahdollinen uusi tuote eli kameran lisäosa voisi olla markkinoilla vuonna 2021. Laitteen arvioitu hinta olisi rajusti nykyisiä hyperspektrikameroita alhaisempi.

– Luulen, että alle satanen voisi olla aika realistinen summa, Toivonen arvioi.

Apulaisprofessori Arto Klamin johtama tutkimusryhmä on saanut hankkeelle rahoitusta Business Finlandilta. Innovaatioon on haettu myös patentti.