2016年，據(jù)農業(yè)農村部以及相關專家調查測算，中國每年農戶儲糧造成糧食損失200億kg左右，產后損耗馬鈴薯約1600萬t，水果約1400萬t，蔬菜約1億t。每年農產品產后損失超過3000億元，相當于1.5億畝（1000萬hm2）耕地的投入和產出被浪費。由于粗放的加工、簡陋的設施、原始的方法以及不精確的果蔬成熟度測量方式，全球范圍內45%的農產品在流通環(huán)節(jié)被損失掉，造成了巨大浪費，這與不標準、不規(guī)范、不便捷的農產品測試方式密切相關。

傳統(tǒng)農產品的相關品質檢測往往都是單項測定和人工實驗室測定，而以色列ClariFruit公司開發(fā)的新型水果蔬菜成分測試系統(tǒng)可以方便地進行實地、實時和連續(xù)測量，并具有實驗室等級的分析能力。該系統(tǒng)由安裝相應應用程序的手機以及與手機無線連接的傳感器組成，傳感器快速掃描水果和蔬菜來測量它們的可溶性固體含量、干物質量、糖度、大小、顏色等，與內部設定的模型參數(shù)相比較，從而獲取果蔬產量和綜合質量的相關信息，判斷產品是否符合品牌標準。更重要的是，該系統(tǒng)還能記錄檢測產品的精確位置（手機中加載了GPS系統(tǒng)）、天氣數(shù)據(jù)、時間數(shù)據(jù)等，并及時把這些數(shù)據(jù)上傳到云數(shù)據(jù)庫，然后通過先進的大數(shù)據(jù)算法進行分析處理。所有的抽樣檢測數(shù)據(jù)以及其他的統(tǒng)計信息和報告都實時在線用于抽樣分析及生產后分析，幫助用戶輕松制定果蔬生產鏈和運輸鏈各個階段的決策。該系統(tǒng)的結構由SCIO傳感器、手機以及強大的SCIO云組成（圖1）。

SCIO傳感器

SCIO傳感器由Consumer Physics公司設計制造，屬于袖珍型分析光譜儀，多年來他們的研發(fā)致力于讓傳感器更經濟、更便攜、更簡單。目前該傳感器不僅可以用于果蔬的檢測，還可以用于速溶動物飼料營養(yǎng)分析、原材料檢驗、食物和飲品的質量控制、制造質量控制、藥品認證與防偽、產品質量驗證（圖2）。

SCIO傳感器的光學探頭雖然僅有幾毫米，但是它卻有著和最先進的臺式光譜儀一樣的靈敏度與精度。它將傳統(tǒng)的近紅外分光光度計與先進的微光學技術相結合使得其盡量小型化。SCIO傳感器具有實驗室等級分析能力，低功率消耗，不需要預熱啟動，反饋靈活，極其高效，可以在一小塊電池的供電下，完成數(shù)百次的掃描，讓用戶準確跟蹤、監(jiān)控并大幅度提高測試效率，具體參數(shù)見表1。

表1 測試設備的主要性能參數(shù)

SCIO云

SCIO云負責相關數(shù)據(jù)的分析處理并存儲相關材料的基本數(shù)據(jù)信息，主要由材料數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析模型、高級模型開發(fā)工具——SCIO Lab組成。

材料數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息可由用戶采集或由客戶提供，一部分是公開使用的，而另一些是私人數(shù)據(jù)，僅供特定用戶使用。

數(shù)據(jù)分析模型SCIO云通過化學計量學模型和算法來進行相關的光譜分析，并把分析結果轉化為有用的材料數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)會根據(jù)特定的商業(yè)需求，逐步被公司的數(shù)據(jù)專家團隊開發(fā)應用。SCIO云中的模型算法是線性可擴展的架構，能夠快速地提供相應時間，理論上可以鏈接和服務的設備是無限的。

高級模型開發(fā)工具包——SCIO Lab該模型可以自己建立光譜學解決方案，也可以給用戶提供一套先進的工具來收集用戶自己的數(shù)據(jù)并建立自己的模型。該工具包可以自定義需求指標來滿足特定材料分析，并允許通過使用SCIO和SICO Lab移動應用程序收集相關材料的光譜來給用戶建立特定的傳感分析模型（圖3）。