La agricultura consume más del 70 por ciento del uso anual de agua en el mundo. Con pequeñas granjas que producen casi el 80 por ciento de los alimentos para el mundo en desarrollo, Garantizar la calidad y seguridad de nuestro suministro de agua es fundamental. El análisis ambiental para la agricultura a menudo se basa en pruebas de laboratorio costosas y lentas que se realizan lejos de la granja. Como resultado, El análisis químico se desactualiza rápidamente y se limita a pequeñas cantidades de muestras.

Mi equipo se propuso encontrar una manera de simplificar el proceso de prueba y hacer que sea asequible para los pequeños agricultores monitorear la salud de su suelo y agua. Nuestro prototipo, el AgroPad, permite en tiempo real, localizado, análisis químico de una muestra de suelo o agua, usando IA.

¿Entonces, cómo funciona?

Se coloca una gota de agua o muestra de suelo en el AgroPad, que es un dispositivo de papel del tamaño de una tarjeta de presentación. El chip de microfluidos dentro de la tarjeta realiza un análisis químico de la muestra en el lugar, proporcionando resultados en menos de 10 segundos.

El conjunto de círculos en la parte posterior de la tarjeta proporciona los resultados de la prueba colorimétrica; el color de cada círculo representa la cantidad de una sustancia química en particular en la muestra. Usando un teléfono inteligente, Luego, el agricultor tomaría una sola instantánea del AgroPad utilizando una aplicación móvil dedicada e inmediatamente recibiría el resultado de una prueba química.

AgroPad:"IA al límite"

Este enfoque informático de "inteligencia artificial en el borde" utiliza algoritmos de aprendizaje automático y visión artificial para traducir la composición e intensidad del color medidas en concentraciones de sustancias químicas en la muestra. haciéndolo más confiable que las pruebas basadas únicamente en la visión humana. Los datos de prueba pueden transmitirse simultáneamente a una plataforma de computación en la nube y etiquetarse con una etiqueta digital que identifica de manera única la hora. ubicación y resultados del análisis químico. La plataforma en la nube permite la gestión e integración de millones de pruebas individuales realizadas en distintos momentos y ubicaciones. Esta es una característica importante para monitorear, por ejemplo, el cambio en la concentración de fertilizantes en una región particular a lo largo del año.

Actualmente contamos con un prototipo de solución de cinco parámetros para análisis de suelo y agua que mide el pH, dioxido de nitrogeno, aluminio, magnesio y cloro. Estamos ampliando continuamente la biblioteca de indicadores químicos disponibles para su implementación; cada AgroPad podría personalizarse en función de las necesidades del usuario individual.

Dado que las pruebas en papel pueden ser realizadas de manera confiable por personas no expertas, La recopilación de datos públicos con digitalización instantánea en sensores químicos se convierte en una posibilidad real. Junto con el bajo costo, producción en masa del dispositivo basado en papel y despliegue a gran escala a través de tecnologías móviles y en la nube, el prototipo exploratorio podría revolucionar la agricultura digital y las pruebas ambientales.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de IBM Research. Lea la historia original aquí.