El ingeniero en biodetección Azahar Ali, profesor asistente de ciencias animales e ingeniería de sistemas biológicos en Virginia Tech, se está preparando para la llegada de una cuarta revolución agrícola.
por Virginia Tech
Es una era que se prevé aprovechará el potencial transformador de las tecnologías conectivas que han surgido en la Cuarta Revolución Industrial. Para Ali, tres tecnologías se destacan por su potencial para promover la agricultura de precisión y climáticamente inteligente: sensores agrícolas portátiles, dispositivos habilitados para Internet de las cosas (o «inteligentes») e inteligencia artificial (IA).
En un artículo de revisión publicado por Advanced Intelligent Systems , Ali y sus colegas Matin Ataei Kachouei de la Facultad de Ciencias Animales y Ajeet Kaushik de la Universidad Politécnica de Florida escribieron que la fusión de estas tecnologías de vanguardia podría crear un cambio de paradigma en la forma en que el sector agrícola monitorea la seguridad alimentaria y calidad, sanidad vegetal y productividad en todo el mundo.
Para Ali, priorizar un monitoreo rápido, preciso y temprano será fundamental para alimentar de manera sostenible y segura a la población mundial en rápido crecimiento, que se espera que alcance casi 10 mil millones para 2050 y requerirá un 50 por ciento más de alimentos para mantener la cadena de suministro de alimentos del mundo. según el artículo.
Según el Informe sobre Productividad Agrícola Global (GAP, por sus siglas en inglés) 2023, publicado a través de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, el crecimiento de la productividad agrícola global se ha contraído significativamente y los esfuerzos actuales para expandir la producción de manera sostenible son inadecuados.
Ali dijo que los investigadores deben colaborar para aprovechar todo el potencial de las nuevas tecnologías que podrían ayudar a los productores a mantenerse al día con la demanda futura. Los agrónomos deben trabajar con expertos en ingeniería, medicina humana y veterinaria y ciencia de materiales.
«Existe una enorme brecha en este tipo de colaboración», afirmó Ali. «Desarrollo sensores, pero necesito colaborar con expertos en aprendizaje automático. Necesitamos colaborar más para resolver la crisis alimentaria «.
En su artículo, Ali, Kachouei y Kaushik expusieron los avances recientes que han logrado los investigadores en la aplicación de sensores, dispositivos inteligentes e inteligencia artificial para monitorear alimentos y plantas. También describen el potencial y los desafíos de combinar las tecnologías.
La tecnología de sensores de alimentos ha experimentado un desarrollo notable, escribieron, centrándose en la medición de toxinas, humedad, pH, frescura, temperatura, contaminantes y patógenos. Controlar estos factores es clave para la seguridad alimentaria, la calidad de los alimentos y los altos estándares de envasado.
Los investigadores describieron cómo estas capacidades de detección podrían mejorarse cuando se combinan con otras tecnologías: con la combinación de sensores y dispositivos inteligentes, los sistemas de detección de alimentos, ganado y plantas podrían recopilar datos con precisión en tiempo real, en el sitio y a gran escala. escala. Las redes de próxima generación podrían entonces transmitir rápidamente el gran volumen de datos generados por esos sistemas.
La IA podría agilizar el análisis de datos mediante el procesamiento automático de datos, escribieron los investigadores. La IA podría asumir los volúmenes de datos generados por sensores inteligentes, afirmó Ali. Los dispositivos inteligentes y la inteligencia artificial también ofrecen potencial para el análisis predictivo, lo que permite a los productores anticipar desafíos como brotes de enfermedades y patrones climáticos de manera proactiva.
A lo largo del artículo, Ali y sus colegas destacaron ejemplos de cómo los investigadores están explorando actualmente la integración de múltiples tecnologías, incluido el desarrollo de sensores electroquímicos utilizados para detectar biomarcadores de enfermedades en la leche de vaca, el jugo de naranja y el jugo de manzana, y el uso de microagujas. Sensores de plantas integrados junto con dispositivos impresos en 3D basados en teléfonos inteligentes para detectar virus en los tomates.
Ali y sus colegas ven prometedoras estas soluciones, pero también notaron los desafíos existentes para aprovechar las tecnologías de la cuarta revolución agrícola: existen preocupaciones de seguridad en la recopilación de datos mediante sensores inteligentes; los costos de los sensores, la infraestructura de red y la gestión de datos podrían ser prohibitivos; y podría haber problemas de conectividad a Internet al utilizar dispositivos inteligentes en zonas rurales o remotas donde se encuentran muchas granjas.
Para abordar esos desafíos, Ali destacó la colaboración entre científicos, formuladores de políticas y agricultores. «Para resolver nuestros problemas comunes , necesitamos trabajar juntos», afirmó.
Más información: Matin Ataei Kachouei et al, Sensores de plantas y alimentos habilitados por Internet de las cosas para potenciar la sostenibilidad, sistemas inteligentes avanzados (2023). DOI: 10.1002/aisy.202300321
