Pas de fermes, pas de nourriture

Anonim

L'agriculture consomme plus de 70% de la consommation d'eau annuelle mondiale. Les petites exploitations produisant près de 80% de la nourriture des pays en développement, il est essentiel de garantir la qualité et la sécurité de notre approvisionnement en eau. L'analyse environnementale pour l'agriculture repose souvent sur des tests de laboratoire coûteux et chronophages effectués loin de la ferme. En conséquence, l'analyse chimique est rapidement obsolète et limitée à de petits nombres d'échantillons.

Mon équipe s'est efforcée de trouver un moyen de simplifier le processus de test et de permettre aux petits agriculteurs de surveiller la santé de leur sol et de leur eau. Notre prototype, l'AgroPad, permet une analyse chimique en temps réel, sur site, d'un échantillon de sol ou d'eau, en utilisant l'IA.

Alors, comment ça marche?

Une goutte d’eau ou d’échantillon de sol est placée sur l’AgroPad, qui est un appareil en papier de la taille d’une carte de visite. La puce microfluidique à l'intérieur de la carte effectue sur place une analyse chimique de l'échantillon, fournissant des résultats en moins de 10 secondes.

L'ensemble de cercles au dos de la carte fournit des résultats de tests colorimétriques; la couleur de chaque cercle représente la quantité d'un produit chimique particulier dans l'échantillon. À l'aide d'un smartphone, l'agriculteur prend alors un seul instantané de l'AgroPad en utilisant une application mobile dédiée et reçoit immédiatement un résultat de test chimique.

AgroPad: "AI sur le bord"

Cette approche informatique "AI on the edge" utilise l'apprentissage automatique et des algorithmes de vision artificielle pour traduire la composition et l'intensité colorimétriques mesurées en concentrations de produits chimiques dans l'échantillon, la rendant plus fiable que les tests basés uniquement sur la vision humaine. Les données de test peuvent être diffusées simultanément sur une plate-forme de cloud computing et étiquetées avec une étiquette numérique qui identifie de manière unique l'heure, l'emplacement et les résultats de l'analyse chimique. La plate-forme cloud permet de gérer et d’intégrer des millions de tests individuels effectués à différents moments et lieux. C'est une caractéristique importante pour surveiller, par exemple, l'évolution de la concentration d'engrais dans une région donnée tout au long de l'année.

Nous avons actuellement une solution prototype à cinq paramètres pour les analyses de sol et d’eau qui mesure le pH, le dioxyde d’azote, l’aluminium, le magnésium et le chlore. Nous étendons continuellement la bibliothèque d'indicateurs chimiques disponibles pour le déploiement; Chaque AgroPad peut être personnalisé en fonction des besoins de chaque utilisateur.

Étant donné que les tests sur papier peuvent être effectués de manière fiable par des non-experts, la collecte de données publiques avec numérisation instantanée en détection chimique devient une possibilité réelle. Outre le faible coût, la production de masse du dispositif à base de papier et le déploiement à grande échelle via les technologies mobiles et cloud, le prototype exploratoire pourrait révolutionner l’agriculture numérique et les tests environnementaux.

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