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亚历山大·帕托（Alexander Patto）解释了 WaterScope 如何在终点使用机器学习 （ML） 来检测离网供水中的细菌污染
作者：亚历山大·帕托（Alexander Patto）联合创始人兼首席执行官，WaterScope
口渴时做什么？对我们大多数人来说，这个问题似乎很奇怪，几乎很奇怪——只要去水龙头给自己倒一杯水就好。然而，对于全世界22亿仍然无法获得清洁、新鲜饮用水的人来说，答案并不那么简单。
获得清洁饮用水应是一项基本人权。可持续发展目标（"全球目标"）的目标6.1旨在到2030年实现人人享有安全和负担得起的饮用水的普遍和公平，但还有很长的路要走。
当你没有可靠的供水管道直接输送到你的厨房，污染是一个永远存在的风险。事实上，据估计，受污染的水每年通过传播霍乱、腹泻、伤寒和小儿麻痹症等疾病导致近50万人腹泻死亡。
当水压低或供应中断时，或在收集和储存过程中，可以引入污染物。测试你的水质成为日常生活的重要组成部分。在世界偏远、资源不足的地区，这不是一个简单的过程。这可能意味着昂贵、笨重的设备，需要实验室条件、训练有素的人员，以及24小时等待才能获得结果。
我们的目标是彻底改变这一进程，通过廉价的自动化测试，可以在同一天提供结果，从而迅速获得清洁水。
将水测试过程与 AI 民主化
与传统的水质系统一样，WaterScope 过滤目标水样，使残留细菌在生长介质中增殖。但是，虽然现有的解决方案需要实验室中熟练的技术人员进行分析，但 WaterScope 允许任何人使用端点 AI直接在现场进行准确的测试，从而降低成本并使访问民主化。
那么它是如何工作的呢？特别设计的墨盒能够收集实验室标准样品。（这是目前一次性的，但正如我所写的那样，我们正在研究更可持续的选择和现场绝育解决方案。使用简单快捷的真空过滤，对样品进行过滤，然后放入便携式孵化器中，使细菌得以生长。
系统内嵌入的显微镜使用基于Arm的树莓派 3 B+、树莓派高质量摄像头和人工智能 （AI） 软件，使用机器学习 （ML） 算法对细菌菌落的图像进行培训，以识别和计算早期细菌生长。此端点 AI 设备随后报告结果，每 100 毫升提供细菌读数，以及识别存在的任何细菌是大肠杆菌还是其他大肠杆菌。
关键是，端点 AI 设备是电池供电的，可以使用太阳能电池板充电。无需互联网连接，但一旦有连接，数据可以发送到中央集线器。可选的 Android 应用可进一步细分数据，对风险进行分类，并允许用户查看示例的图像。
水测试的大局效益
在许多国家，如英国，水务公司每天测试超过200个地点。但在发展中国家的偏远地区，每年只能进行一次检测，因此几乎不可能清楚地了解跨区域的水质。
作为Arm 创新者计划支持的一部分，我们正在努力将物联网连接整合到 WaterScope 中，以便自动上传和聚合数据。WaterScope 联合创始人萨米·马赫迪正在协调这一开发流，进展迅速。我们目前正在测试华为 E3372-LTE，这是一款紧凑且用户友好的 4G Wi-Fi 加密狗，支持 4 级 LTE，使我们能够自动将数据上传到云中。
这将使我们能够实时传播、映射和干预，使组织能够了解检测发生地点和频率，并从宏观角度了解污染区域。
今年晚些时候，我们将与我们的合作伙伴Tearfund、乐施会和Aquaya合作，在孟加拉国世界上最大的难民营试行解决方案，作为人道主义创新基金项目的一部分。如果试验成功，我们将寻求将我们的系统商业化到撒哈拉以南非洲和亚洲。
赋予社区权力
归根结底，WaterScope 不仅仅是使水测试的获取民主化，还与赋权有关。对于那些家中或附近没有安全水源的人来说，获得水可能需要大量的时间和精力。
妇女，特别是低收入和中等收入国家最贫穷的妇女，对与水有关的任务，包括运水，承担了不成比例的责任。取水时间越长，携带者成为男性的可能性就越小。这种分工不仅增加了妇女的工作量，而且使她们面临更大的水传播疾病风险。
通过利用社区的力量进行定期检测并取得快速效果，不仅保证了水质，而且当感染发生时，可以更容易地控制感染的传播。
通过伙伴关系取得进展
要使社区参与进来，地方伙伴关系至关重要。例如，在南非，我们与Triple P（一个致力于使弱势社区能够共同管理其当地资源和创造可持续生计的非政府组织）合作，了解我们如何能够最好地让社区参与测试。
我们还与印度的大学合作，研究如何让学生参与测试。由于 WaterScope 不需要专业知识来操作，因此我们看到"公民科学家"网络为水体提供水质数据的巨大潜力，否则这些数据可能会未经评估。
除非每个人在任何地方都能获得清洁、安全的水，否则我们才能消除贫困。通过使测试民主化，我们可以为最边缘化的人口提供工具，以实现变革，帮助使水贫困成为过去。
通过人工智能推动创新
Arm 技术使 AI 能够贯穿整个计算频谱，从云到水镜等终端 AI 应用程序。详细了解人工智能在云、边缘和端点中的应用。
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