p Os pesquisadores da UCLA inventaram um dispositivo portátil que usa hologramas e aprendizado de máquina para identificar e medir partículas biológicas transportadas pelo ar, ou bioaerossóis, que se originam de organismos vivos, como plantas ou fungos. Treinado para reconhecer cinco alérgenos comuns - pólen da grama Bermuda, Carvalho, ambrósia e esporos de dois tipos de fungos - o sistema classificou as amostras com uma precisão de 94 por cento usando aprendizado profundo. p A cada minuto, adultos humanos normalmente respiram entre 100 e 1, 000 bioaerossóis - incluindo pólens, esporos, toxinas e micróbios - e um número ainda maior, 1 milhão ou mais, em áreas altamente contaminadas. Essas minúsculas partículas biológicas podem desencadear alergias, asma e outras doenças.

p Quantificar a exposição a essas partículas biológicas é difícil e pode ser demorado e caro. Os métodos atuais para identificar bioaerossóis contam com tecnologia de 50 anos:os pesquisadores coletam amostras usando filtros ou armadilhas de esporos, e, em seguida, transportá-los para os laboratórios, onde eles são manchados e inspecionados em microscópios por cientistas. Outro desafio é que há apenas um pequeno número de estações de amostragem de ar em todo o mundo com capacidade de detecção ou medição de bioaerossol.

p O dispositivo puxa o ar e retém as partículas em uma superfície pegajosa que é iluminada por um laser, que gera um holograma. Um chip sensor de imagem verifica o holograma e envia os dados para um servidor remoto.

p Lá, um tipo de inteligência artificial alimentada por uma rede neural limpa a imagem, que é então executado por meio de um algoritmo que corta até as seções que representam as partículas biológicas. Uma segunda rede neural classifica essas partículas entre um conjunto de tipos de alérgenos pré-carregados.

p O dispositivo pode ser feito com peças que custam cerca de US $ 200. Ele pesa menos de 600 gramas - aproximadamente o mesmo que três smartphones - e mede cerca de 14 centímetros de largura, 17 centímetros de comprimento e 6 centímetros de espessura.

p O dispositivo é o primeiro dispositivo portátil de baixo custo que detecta e classifica partículas biológicas transportadas pelo ar automaticamente e sem a necessidade de etiquetar com manchas. Como o dispositivo é controlado sem fio, pode ser potencialmente transportado por veículos não tripulados, como drones, o que permitiria aos cientistas monitorar locais que seriam perigosos ou difíceis de serem alcançados por humanos. A tecnologia também pode ser usada em uma rede de sensores cobrindo uma ampla área, que permitiria aos cientistas criar mapas de pólen, densidade de esporos e micróbios.

p O estudo foi publicado online por ACS Photonics .