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El método analiza el polen de forma rápida, económica y automática


Polen: esencial para la polinización de muchas plantas, pero la ruina de las personas alérgicas. Los servicios de advertencia de polen proporcionan información sobre la exposición diaria y el riesgo de alergia y son una fuente importante de información para las personas afectadas. 


por la Universidad Tecnológica de Graz


Para la recopilación de datos comunes, se utilizan trampas de polen que miden continuamente el contenido de polen en el aire. Para hacer esto, utilizan un motor eléctrico incorporado para aspirar el aire ambiental en un tambor donde el polen en el aire se adhiere a una tira adhesiva. Personas capacitadas profesionalmente luego evalúan el polen microscópicamente y lo califican. Sin embargo, el procedimiento es costoso y requiere mucho tiempo. Las soluciones automatizadas son actualmente demasiado caras y solo adecuadas para un número limitado de especies de polen. Olga Saukh y Nam Cao, dos investigadores del Instituto de Informática Técnica,

Simple, económico, ligero.

El sistema de medición de polen consta de dos partes: un dispositivo de medición, que incluye una trampa de polen, un concentrador de partículas y un microscopio digital de luz transmitida, y un servicio en la nube, en el que se analizan las imágenes de polen grabadas microscópicamente. El prototipo es particularmente ligero (8 kg), compacto (30 cm x 40 cm x 44 cm), ahorra energía (el consumo de energía es de 6W) y puede implementarse a bajo costo. «Los costos de material ascienden a alrededor de 1000 euros», dice Olga Saukh. En comparación: los dispositivos de medición de polen totalmente automatizados actualmente disponibles cuestan hasta 100.000 euros.

La trampa de polen tiene seis entradas que pueden recoger el polen de todas las direcciones de vuelo. «Nos hemos inspirado en las modernas tecnologías de aspiradoras y usamos un ciclón para recolectar las muestras de polen, como se usa para las aspiradoras sin bolsa que recolectan la suciedad aspirada en un recipiente de recolección», explica Nam Cao.

Cómo funciona el sensor de medición de polen

El polen cae dentro del dispositivo en una placa de vidrio giratoria en el sentido de las agujas del reloj que está cubierta con una fina capa de glicerina. La glicerina cumple dos tareas esenciales. Por un lado, asegura que los granos de polen se adhieran a la superficie del vidrio. Por otro lado, mejora la calidad de las imágenes que el microscopio envía a la nube. «La glicerina es transparente, no se evapora y también es adecuada para uso en exteriores debido a su estabilidad térmica», dice Olga Saukh, explicando la elección. Usando una cuchilla de corte de papel estándar, el polen empapado en glicerina se concentra en una línea delgada. Cuanto más angosta es esta línea, más polen puede registrarse bajo un microscopio y luego analizarse. El polen se limpia automáticamente de la placa de manera que el sistema pueda funcionar de forma autónoma durante un largo período de tiempo.

Los algoritmos de aprendizaje automático analizan el polen

Se cargan hasta 100 imágenes microscópicas en la nube en 30 segundos. El software de reconocimiento de objetos identifica y clasifica los granos de polen en función de diversas características. En ensayos de campo , el modelo de reconocimiento de polen reconoció correctamente el polen en el 90 por ciento de los casos.

Para poder entrenar y mejorar aún más el modelo utilizando algoritmos de aprendizaje automático, los investigadores anotaron manualmente un subconjunto de los datos grabados. Ahora los investigadores están trabajando para avanzar aún más en la evaluación del polen. «Este es un proceso continuo, donde dependemos del apoyo de expertos en polen «, dice Olga Saukh, refiriéndose a dos plataformas de código abierto. El conjunto de datos está disponible públicamente en la plataforma Zenodo . El diseño del hardware y el código de procesamiento de imágenes se proporcionan en el servicio en línea GitHub .


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