一个腐败嗅探传感器和食物分配应用程序，以对抗饥饿

一个低级的剩余番茄从一个种植者到一个饥饿的家庭的旅程可能始于一个量子驱动的鼻子。

这种由马里兰大学工程师创建的便携式传感器使用先进的物理学来检测番茄是否仍然新鲜。该传感器与来自整个校园数据科学家的新应用程序集成在一起，该应用程序可以将水果（及其一堆朋友）与社区食品储藏室相匹配。如果鼻子嗅到变质，西红柿可以通过环境科学与技术教授开发的系统进行堆肥或转化为肥料或生物能源。

这个多学科团队已获得美国国家科学基金会 （NSF） 的 500 万美元资助，用于首先在当地实施这一粮食不安全对抗系统，并最终在全国范围内实施。它被称为NourishNet，将联合一个由生产者、捐助者、分销商和那些渴望用新鲜农产品填满食品储藏室并减少食物浪费的人组成的网络。

“这个项目有几个雄心勃勃的目标，但我们的主要重点是在全国范围内部署NourishNet，以增加所有人群的食物可及性，并减少腐败，以建立一个更可持续和负责任的食品系统，”农业与自然资源学院的Stephanie Lansing说，该项目的首席研究员。

她说，在美国，有3400万人处于粮食不安全状态。虽然该国生产的食物足以养活其人口，但其中 35% 的食物被浪费，导致所有温室气体排放量的 14%，并产生 25% 的垃圾填埋场内容。

NSF Convergence Accelerator 计划于 2023 年 1 月首次向跨学科团队授予 750,000 美元，现在它计划专注于其“工具箱”的销售和分销，并扩大消费者教育。

第一步是量子鼻，这是一种由电气和计算机工程助理教授、量子技术中心研究员龚成工开发的电子传感器，可以检测易腐食品的变质率。（它在 2022 年被公认为 UMD 的年度发明。

“这些传感器是基于原子薄的量子材料构建的，这些材料对极少量的影响因素非常敏感，包括附近变质食物释放的气体分子，”他说。“根据这些信息，我们可以评估食物的寿命和新鲜度。

第二部分是应用程序和平台FoodLoops，它专注于吸引消费者，回收和重新分配剩余食物，并向政府和机构提供温室气体排放数据，以便进行数据驱动的决策。例如，它将食品生态系统中的小农户与非营利组织及其客户联系起来;需要食物的人可以看到带有食品储藏室的地图，他们可以在那里搜索他们需要的农产品。如果这些食品储藏室没有这些水果或蔬菜，他们可以将它们添加到愿望清单中，食品储藏室将收到通知。

“从事这样的项目是有益的，因为我们可以对粮食不安全的社区产生直接影响，这些社区经常被排除在围绕食品分配的决策之外，以及支持决策者更好地了解食品获取、食品分配和食品回收的复杂性，”马里兰大学高级计算机研究所信息研究副教授 Vanessa Frias-Martinez 说。她将与食品回收软件公司 Chowmatch 合作开发和测试由 NourishNet 团队开发的 FoodLoops 应用程序。

最后，在食物的状况不允许它被分配和食用的情况下，堆肥和厌氧消化系统会将其转化为肥料和可再生的生物能源。在该过程结束时，应用程序用户可以通过捐赠可回收食物或将其送去堆肥或消化的决定来查看他们从大气中排除了多少温室气体。

这个为期三年的项目最初的重点领域将是乔治王子县讲英语和西班牙语的粮食不安全个人，在其第一个合作伙伴乔治王子县食品公平委员会的帮助下。除了 Chowmatch，新的合作伙伴还包括 LindaBen 基金会、SCS Engineers 和 Well Said Media。

“学术研究人员、行业、政府、非营利组织和其他社区之间的合作方法对于优化食品生产以及农民与消费者、研究人员和其他利益相关者之间的联系非常重要，”NSF Convergence Accelerator 项目负责人 Douglas Maughan 说。