GLOVE: an instrumented glove to non destructively and rapidly assess fruit quality
GLOVE : un gant instrumenté pour mesurer de manière rapide et non destructive la qualité des fruits
Résumé
Five partners, Cemagref (F), VERHAERT (B), K.U.L. (B), APOFRUIT (I) and ATB (D) have been carrying out collaborative researches for 3 years in a European project (GLOVE, PL 97-3399). They have designed and set up a glove-shaped apparatus equipped with various miniaturised sensors providing information on fruit quality parameters, namely, sugar content, maturity, mechanical properties (firmness, stiffness) and internal colour. The sugar content and internal colour are measured by a miniaturised spectrometer coupled with optical fibres. The mechanical properties are measured by a sound sensor. The size is measured by a potentiometer placed at the hand aperture. These sensors are coupled to a microcomputer that delivers processed pieces of information about fruit characteristics. The outputs are the sugar content index, the firmness, the size index, the stiffness index, a maturity internal colour index based on the internal colour, so as any specific index for some commodities. These parameters can be used in various ways : i) as individual values, mean and standard deviation for each parameter; ii) as an assigned class for each fruit; each class has been defined by previous set thresholds; iii) as an assigned class for each fruit; each class has been defined by previous learning process. This paper presents the general architecture of GLOVE and first results about the size and the NIR sensors. The size sensor is repeatable and precise (standard error of cross validation, or SECV, equal to 2,1 mm) but shows reproducibility errors according to the operator who uses it. The miniaturised spectrometer (ZEISS) provides very encouraging values of sugar content (SECV = 0,5%). Next step is to fuse the information of the various sensors.
Cinq partenaires, Cemagref (F), VERHAERT (B), K.U.L. (B), APOFRUIT (I) and ATB (D) ont travaillé en collaboration pendant 3 ans sur le projet Européen GLOVE (PL 97-3399). Les partenaires ont conçu et construit un appareillage en forme de gant sur lequel est monté de nombreux capteurs miniatures délivrant des informations sur les paramètres de qualité des fruits tels que la teneur en sucre, la maturité, les propriétés mécaniques (fermeté, dureté) . La couleur interne et la teneur en sucre sont mesurées par un spectromètre miniature couplé à des fibres optiques. Les propriétés mécaniques sont mesurées par un capteur sonique. La taille est mesurée par un potentiomètre placé à l'ouverture de la main. Ces capteurs sont couplés à un micro ordinateur qui délivre des informations sur les caractéristiques des fruits. Les sorties sont l'indice de teneur en sucre, la fermeté , la taille, un indice de fermeté et de dureté, un indice de couleur interne et un indice de maturité, ainsi que certains indices spécifiques à certaines espèces fruitières. Ces paramètres peuvent être utilisés de diverses manières: i) comme valeurs individuelles, assorties de leurs moyennes et écarts-types, ii) pour définir une classe spécifique par fruit, chaque classe étant définie par des seuils fixés au préalable, iii) pour définir une classe spécifique par fruit, chaque classe pouvant être définie par un processus d'apprentissage. Cet article présente l'architecture générale de GLOVE et les premiers résultats obtenus sur le capteur de taille et le capteur NIR. Le capteur de taille est répétable et précis (error standard de cross validation ou SECV égal à 2,1mm), mais montre des erreurs de reproductibilité en fonction de l'opérateur qui l'utilise. Le spectromètre miniature (ZEISS) procure des résultats encourageants sur la mesure de la teneur en sucre (SECV=0,5%). L'étape suivante est de fusionner l'information des différents capteurs.