Im Oktober 2024 stand unser Team auf der Bühne der International Inventions Fair (ISIF) in Istanbul und hielt eine Goldmedaille für eine Erfindung in den Händen, an der wir über Jahre gearbeitet hatten. Das Patent mit dem Titel „Ein Verfahren zur Bestimmung der Frische von Meeresfrüchten“ ist das Ergebnis von über einem Jahrzehnt Forschung im Bereich Computer Vision und digitale Bildanalyse, angewandt auf die Qualität von Meeresfrüchten.

Dies ist die Geschichte, wie eine Forschungsidee, die in einem neuseeländischen Labor entstand, zu einem preisgekrönten Patent wurde, das nun als kommerzielle mobile Anwendung weiterentwickelt wird.

Wo alles begann: Neuseeland, 2011

Meine Faszination für den Einsatz von Computern zur „Sichtbarmachung“ von Lebensmittelqualität begann während meiner Postdoc-Forschung an der University of Auckland. In Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Murat Balaban entwickelte ich die sogenannte „Zwei-Bilder-Methode“ – ein Verfahren zur präzisen Farbanalyse komplexer Lebensmitteloberflächen.

Das Konzept war einfach, aber wirkungsvoll: Durch die Aufnahme zweier Bilder desselben Objekts unter kontrollierten Bedingungen konnten wir Hintergrundstörungen eliminieren und hochpräzise Farbmessungen erreichen. Diese Arbeit wurde im Journal of Food Engineering veröffentlicht und legte den Grundstein für alles Weitere.

„Jede Farbe hat einen numerischen Wert. Wenn man Farbveränderungen objektiv quantifizieren kann, lässt sich Frische mit wissenschaftlicher Präzision verfolgen.“

Der Aufbau der wissenschaftlichen Basis: 2013–2023

Zurück in der Türkei an der Çanakkale Onsekiz Mart Universität baute ich diese Forschung systematisch aus:

  • 2014–2019: Untersuchung der Farbveränderungen bei Sardelle, Sardine, Wolfsbarsch, Goldbrasse und Bonito während der Lagerung
  • 2016: Unsere Arbeit erregte die Aufmerksamkeit nationaler Medien – die Anadolu Agency und TRT berichteten über unsere „Frischetest“-Technologie
  • 2017–2019: Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Behandlungen (Salzen, Räuchern, Ultraschall) auf visuelle Qualitätsparameter
  • 2022–2023: An der Ohio State University ergänzte ich unser Instrumentarium um SERS (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy) – und brachte damit molekulare Analyse als Ergänzung zur visuellen Bewertung ein

Das Patent: Wie es funktioniert

Unser patentiertes Verfahren kombiniert mehrere sensorische Indikatoren mit digitaler Analyse, um einen umfassenden Frischewert zu ermitteln. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die auf einen einzigen Parameter setzen, integriert unser Ansatz:

  1. Visuelle Parameter: Augenklarheit, Kiemenfarbe, Hautglanz – quantifiziert durch Bildanalyse
  2. Farbmetriken: L*-, a*-, b*-Werte, die über die Zeit verfolgt werden, um Frischeverfallskurven zu erstellen
  3. Mustererkennung: Maschinelle Lernalgorithmen, trainiert an Tausenden von Bildern, zur Klassifizierung von Frischegraden
  4. Zerstörungsfreie Bewertung: Kein Schneiden, Kochen oder chemisches Testen des Fisches erforderlich

Warum zerstörungsfrei so wichtig ist

Herkömmliche Qualitätstests erfordern oft die Zerstörung der Probe – einen Fisch, der für die chemische Analyse zerkleinert wurde, kann man nicht mehr verkaufen. Unser Verfahren bewertet die Qualität ohne Berührung des Produkts und eignet sich damit für eine kontinuierliche Überwachung entlang der gesamten Lieferkette.

Die Goldmedaille bei der ISIF 2024

Die International Inventions Fair bringt Innovatoren aus aller Welt zusammen. Unser Patent wurde von einer internationalen Jury nach folgenden Kriterien bewertet:

  • Wissenschaftliche Neuheit und Strenge
  • Kommerzielle Umsetzbarkeit
  • Gesellschaftliche Wirkung
  • Innovationspotenzial

Der Erhalt der Goldmedaille war eine Bestätigung nicht nur der Erfindung selbst, sondern des gesamten Forschungswegs – von der Grundlagenwissenschaft zur angewandten Innovation. Er zeigte, dass akademische Forschung reale Probleme der Lebensmittelbranche unmittelbar adressieren kann.

Der nächste Schritt: Das DENGiZ-Projekt

Das spannendste Kapitel entfaltet sich gerade. Unser Patent wird im Rahmen des DENGiZ-Projekts (Grüne Welle: Sicherer und rückverfolgbarer Fisch vom Meer bis auf den Tisch) weiterentwickelt, gefördert durch TÜBITAK SAYEM, in Zusammenarbeit mit Migros – einer der größten Supermarktketten der Türkei.

Das Ziel: eine mobile Anwendung, mit der jeder – vom Fischer bis zum Verbraucher – die Fischfrische per Smartphone-Kamera beurteilen kann. Die App soll:

  • Ein Bild des Fisches aufnehmen
  • Visuelle Parameter mit unseren patentierten Algorithmen analysieren
  • Einen objektiven Frischewert liefern
  • Eine Verbindung zu einer Rückverfolgbarkeitsdatenbank herstellen, die den Weg des Fisches dokumentiert
„Stellen Sie sich vor, Sie gehen in einen Supermarkt und können die Frische jedes Fisches im Regal wissenschaftlich verifizieren. Das ist keine Science-Fiction mehr – daran arbeiten wir.“

Was ich gelernt habe

Rückblickend auf diese Reise stechen einige Erkenntnisse hervor:

  1. Grundlagenforschung zählt: Die Publikation zur Zwei-Bilder-Methode von 2012 schien zunächst kommerziell irrelevant, lieferte aber das wissenschaftliche Fundament für alles Weitere.
  2. Internationale Zusammenarbeit beschleunigt Innovation: Jede Auslandserfahrung (Neuseeland, USA) brachte neue Fähigkeiten und Perspektiven.
  3. Industriepartnerschaften sind unverzichtbar: Akademische Forschung entfaltet größere Wirkung, wenn sie mit Marktbedürfnissen verknüpft wird – unsere Partnerschaft mit Migros macht die Technologie greifbar.
  4. Ausdauer zahlt sich aus: Vom ersten Konzept bis zur Goldmedaille vergingen über zehn Jahre. Wissenschaftliche Innovation verläuft selten linear.

Ausblick

Wir arbeiten derzeit aktiv an der Erweiterung dieser Technologie um:

  • Integration mit tragbarer Spektroskopie für multimodale Analyse
  • Cloudbasierte KI-Modelle, die sich mit jeder Bewertung verbessern
  • Unterstützung weiterer Meeresfrüchtearten und Produkttypen
  • Internationalen Einsatz und Standardisierung

Unsere zweite und dritte Patentanmeldung – mit Fokus auf funktionelle Fischprodukte für ernährungssensible Verbraucher – stellen die nächste Innovationsgrenze in unserem Labor dar.

Interessieren Sie sich für unsere Frischeerkennungstechnologie oder mögliche Kooperationen? Nehmen Sie Kontakt auf.