農業(yè)領域所消耗的世界每年用水量超過70%。其中，小型農場為發(fā)展中國家生產了將近80%的食物，因此，確保供水的質量和安全至關重要。對農業(yè)的環(huán)境分析通常依賴于離農場較遠，昂貴且費時的實驗室測試。因此，這種化學分析很快會被淘汰，僅限于樣本數(shù)有限的測試。據(jù)麥姆斯咨詢報道，IBM的研究人員找到一種辦法，能簡化測試過程并使其價格合理化，幫助小型農場主監(jiān)測土壤和水的健康狀況。

借助人工智能（AI）技術，一款被稱為AgroPad的原型產品，能夠實現(xiàn)對土壤和水的實時、現(xiàn)場化學分析。那么，它是如何工作的呢？AgroPad是一款大小與名片差不多的紙質卡片裝置，將一滴水或土壤樣品放在AgroPad上，卡片內的微流控芯片便會對樣品進行現(xiàn)場化學分析，并在10秒內給出分析結果。

卡片背面的圓圈提供了比色測試結果，每個圓圈內的顏色代表樣品中特定化學品的含量。利用智能手機，農民憑借專門的手機應用APP拍攝AgroPad的單個快照，就能立即接收到化學測試結果。

AgroPad：“邊緣人工智能”

這種“邊緣人工智能”計算方法使用機器學習和機器視覺算法，將被測量的顏色組成和強度轉化為樣品中的化學物質濃度，其結果比基于人類視覺的測試更可靠。測試數(shù)據(jù)可以同時傳輸?shù)?a href="http://www.1cnz.cn/v/tag/475/" target="_blank">云計算平臺上，并用數(shù)字標簽進行標記，該數(shù)字標簽可以唯一地標識化學分析的時間、地點和結果。云平臺允許在不同的時間和地點管理并集成數(shù)百萬個在不同的時間和地點進行的單個測試。這是農業(yè)監(jiān)測所需要的一大重要特性，例如，能夠監(jiān)測全年特定區(qū)域肥料濃度的變化。

目前，研究人員設計出一款用于土壤和水檢測的5參數(shù)原型解決方案，包括pH值、二氧化氮、鋁、鎂和氯。研究人員也在持續(xù)擴展可供應用的化學指標庫。每個AgroPad都可以根據(jù)用戶的各自需求進行定制。基于紙基微流控的裝置可以由非專家進行操作，因此化學傳感中的即時數(shù)字化公共數(shù)據(jù)收集得以成為可能。伴隨紙質檢測裝置的低成本、大批量生產，以及移動和云技術的大規(guī)模部署，探索版原型有望徹底改變數(shù)字農業(yè)和環(huán)境測試。