La nueva revolución agrícola con sensores, dispositivos inteligentes e IA

El ingeniero de biosensores Azahar Ali, profesor asistente de ciencias animales e ingeniería de sistemas biológicos en Virginia Tech, se está preparando para una cuarta revolución agrícola.

Se prevé que esta nueva era aproveche las tecnologías interconectadas que han surgido con la Cuarta Revolución Industrial. Para Ali, hay tres tecnologías que resaltan por su potencial para avanzar en la agricultura de precisión y respetuosa con el clima: los sensores agrícolas portátiles, los dispositivos habilitados para Internet de las Cosas —o dispositivos 'inteligentes'— y la inteligencia artificial (IA).

Uniendo Tecnologías en Agricultura

Ali y sus colegas Matin Ataei Kachouei y Ajeet Kaushik escribieron en un artículo de revisión publicado en Advanced Intelligent Systems que la integración de estas tecnologías avanzadas podría generar un cambio de paradigma en cómo el sector agrícola monitorea la seguridad alimentaria y calidad, y la salud y productividad de las plantas a nivel mundial.

Priorizar un monitoreo rápido y preciso desde temprano será crítico para alimentar de manera sustentable y segura a una población mundial en crecimiento, que se espera alcance cerca de 10 mil millones para el año 2050 y necesitará un 50 por ciento más de alimentos para mantener la cadena de suministro alimentario del mundo, según el artículo.

Desafíos y progreso en tecnología de alimentos

El informe GAP 2023 indica que el crecimiento de la productividad agrícola global se ha contraído significativamente y que los esfuerzos actuales para expandir la producción de manera sostenible son insuficientes. Ali enfatiza que los investigadores deben colaborar para explotar el potencial completo de las nuevas tecnologías que podrían ayudar a los productores a mantenerse al ritmo de la demanda futura. Esto implica trabajar juntos, agrónomos con expertos en ingeniería, medicina humana y veterinaria y ciencia de materiales.

El artículo detalla los avances recientes en la aplicación de sensores, dispositivos inteligentes y IA para monitorear alimentos y plantas. Además, describe el potencial y los desafíos de combinar estas tecnologías. La tecnología de sensores alimentarios ha desarrollado notablemente, enfocándose en medir toxinas, humedad, pH, frescura, temperatura, contaminantes y patógenos.

La capacidad de detección podría mejorarse al combinarse con otras tecnologías: los sensores y dispositivos inteligentes podrían recolectar datos de manera precisa en tiempo real, in situ y a gran escala. Las redes de próxima generación podrían luego transmitir rápidamente los grandes volúmenes de datos generados por estos sistemas.

La IA podría agilizar el análisis de datos mediante el procesamiento automático de datos. Ali afirma que la combinación de dispositivos inteligentes y IA ofrece también el potencial para análisis predictivos, lo cual permitiría a los productores anticipar de forma proactiva desafíos como brotes de enfermedades y patrones climáticos.

Los investigadores han resaltado ejemplos de cómo se está explorando actualmente la integración de múltiples tecnologías, incluyendo el desarrollo de sensores electroquímicos utilizados para detectar biomarcadores de enfermedades en leche de vaca, jugo de naranja y jugo de manzana, y el uso de sensores integrados basados en microneedles junto con dispositivos impresos en 3D basados en smartphones para detectar virus en tomates.

A pesar del potencial de estas soluciones, Ali y sus colegas subrayan los retos existentes, como las preocupaciones de seguridad en la recolección de datos con sensores inteligentes; los costos de sensores, infraestructura de red y gestión de datos; y los problemas de conectividad a Internet en áreas rurales o remotas donde se encuentran muchas granjas.

Para enfrentar estos desafíos, Ali destaca la importancia de la colaboración, no solo entre científicos, sino también con políticos y agricultores. 'Para resolver nuestros problemas comunes, necesitamos trabajar juntos', dijo.

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