Bez gospodarstw, bez jedzenia

Anonim

Rolnictwo zużywa ponad 70 procent rocznego zużycia wody na świecie. W przypadku małych gospodarstw produkujących prawie 80 procent żywności dla krajów rozwijających się, zapewnienie jakości i bezpieczeństwa naszego zaopatrzenia w wodę ma kluczowe znaczenie. Analiza środowiskowa dla rolnictwa często opiera się na drogich i czasochłonnych testach laboratoryjnych wykonanych z dala od gospodarstwa. W rezultacie analiza chemiczna jest szybko przestarzała i ograniczona do niewielkiej liczby próbek.

Mój zespół postanowił znaleźć sposób na uproszczenie procesu testowania i uczynienie go przystępnym dla drobnych rolników do monitorowania zdrowia gleby i wody. Nasz prototyp, AgroPad, pozwala na analizę chemiczną gleby lub próbki wody w czasie rzeczywistym, przy użyciu sztucznej inteligencji.

Więc - jak to działa?

Kroplę wody lub próbki gleby umieszcza się na AgroPadzie, który jest urządzeniem papierowym o rozmiarze wizytówki. Chip mikroprzepływowy wewnątrz karty przeprowadza na miejscu analizę chemiczną próbki, zapewniając wyniki w czasie krótszym niż 10 sekund.

Zestaw kół z tyłu karty zapewnia wyniki badań kolorymetrycznych; kolor każdego okręgu reprezentuje ilość konkretnej substancji chemicznej w próbce. Za pomocą smartfona rolnik wykonałby pojedynczą migawkę AgroPada za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej i natychmiast otrzymał wynik testu chemicznego.

AgroPad: "AI na krawędzi"

To podejście obliczeniowe "AI on the edge" wykorzystuje algorytmy uczenia maszynowego i widzenia maszynowego do tłumaczenia mierzonego składu i intensywności kolorów na stężenia substancji chemicznych w próbce, czyniąc je bardziej wiarygodnymi niż testy oparte wyłącznie na ludzkiej wizji. Dane testowe można jednocześnie przesyłać strumieniowo na platformę przetwarzania w chmurze i oznaczać etykietą cyfrową, która jednoznacznie identyfikuje czas, lokalizację i wyniki analizy chemicznej. Platforma chmurowa umożliwia zarządzanie i integrację milionów indywidualnych testów wykonywanych w różnych okresach i lokalizacjach. Jest to ważna cecha do monitorowania, na przykład, zmiany stężenia nawozów w danym regionie w ciągu roku.

Obecnie mamy pięcioparametrowe prototypowe rozwiązanie do testowania gleby i wody, które mierzy pH, dwutlenek azotu, aluminium, magnez i chlor. Nieustannie poszerzamy bibliotekę wskaźników chemicznych dostępnych do wdrożenia; każdy AgroPad można spersonalizować w oparciu o potrzeby indywidualnego użytkownika.

Ponieważ testy w formie papierowej mogą być niezawodnie wykonywane przez osoby nie będące ekspertami, publiczne zbieranie danych z natychmiastową digitalizacją w pomiarach chemicznych staje się realną możliwością. Wraz z niskimi kosztami, masową produkcją urządzeń opartych na papierze i wdrożeniem na dużą skalę za pośrednictwem technologii mobilnych i chmurowych, prototyp eksploracyjny mógłby zrewolucjonizować cyfrowe rolnictwo i testy środowiskowe.

menu
menu