Phosphates de haut niveau (étude de couleur)

Ce que disent les résultats …

On est convaincu que le modèle d’apprentissage automatique a le potentiel d’aider à créer une interprétation plus cohérente des couleurs des bandes-tests, mais un étalonnage supplémentaire est nécessaire pour améliorer sa précision!

Une étude pour nous aider à rendre les tests de couleur plus précis!

En 2019, avec l’aide de participants de partout au Canada, on a mené une étude qui nous a aidé à créer des photos de référence pour mieux lire les tests d’eau bon marché basés sur la couleur. Cette première étape a permis de créer des références pour deux types de bandes-tests (phosphates de haut niveau et alcalinité, pH et dureté).

On a envoyé aux participants notre trousse «testeurs», qui comprenait des bandes-tests, une carte de référence, des fiches de terrain et du matériel de référence. Chaque test durait moins de 5 minutes. Les participants comprenaient des ONG (comme SwimDrinkFish), des offices de protection de la nature, des scientifiques et des gens ordinaires de partout au Canada!

Pourquoi ce projet?

De nombreux tests d’eau peu coûteux sont analysés par comparaison des couleurs, mais les yeux interprètent les teintes différemment (par exemple, les bande-test de pH peuvent avoir des résultats très différents en fonction de leurs lectures de l’orange au rose, ce qui est affecté par les types communs de daltonisme). La technologie de détection des couleurs est souvent imprécise car l’éclairage affecte l’échantillonnage.

On examine comment l’apprentissage automatique applique des algorithmes qui «lisent» les couleurs et, en intégrant différents ensembles de données, aide les testeurs d’eau de la science citoyenne.

Ce projet a été conçu pour nous aider à vérifier un modèle d’intelligence artificielle conçu pour ajuster l’image et détecter la vraie couleur et la valeur de la bande-test. Cela permet d’éliminer l’erreur humaine et de garantir l’exactitude des données: le modèle pourrait interpréter une échelle plus fine non détectable par l’œil humain.

On explore également comment légitimer les données collectées afin qu’elles puissent être utilisées par les universitaires et les décideurs politiques dans la prise de décision et en consultant les partenaires académiques pour comprendre leurs protocoles rigoureux.

Cette méthode et ce modèle d’apprentissage automatique peuvent être étendus pour lire plus de tests (on espère bientôt «lire» le test pour l’oxygène dissous, par exemple). Si tu connais d’autres tests qui, selon toi, pourraient être utiles pour nos tests, envoie un courriel à kat@waterrangers.ca.

Comment l’étude a fonctionné

Finalement, on veut des bandes-tests de phosphate comme «détection précoce» des niveaux élevés de phosphates dans l’eau.

On a suggéré que les tests soient effectués dans de l’eau suspectée d’être contaminée par un débordement d’eaux usées, un ruissellement agricole ou des systèmes septiques défectueux à la source, où ou tu t’attends à des lectures de phosphate de 0,1 ppm (100ppb) ou plus.

Les lacs et étangs plus anciens ont été considérés comme des candidats appropriés pour cette étude. Les lacs jeunes et sains ne l’étaient pas. C’est parce que des tests réguliers sur les lacs en Ontario seraient d’environ 0,031 ppm (10 ppm de phosphore) et ne conviendraient donc pas à ces tests (REMARQUE: pour convertir les phosphates en phosphore, multiplie la valeur ppb du phosphore par 3,066 puis divisez par 1000 pour donner une lecture en ppm de phosphate).

Alors, comment ça s’est passé?

Après avoir mené cette étude, on est convaincu que le modèle d’apprentissage automatique a le potentiel d’aider à créer une interprétation plus cohérente des couleurs des bandes-tests. À partir de la correspondance avec les testeurs, on a constaté que les observateurs citoyens sont enthousiastes à l’idée d’utiliser leurs téléphones plutôt que des équipements coûteux pour interpréter les résultats et on est heureux que cela augmente l’exactitude de leurs données afin qu’elles puissent potentiellement être utilisées dans la prise de décision. .

Alors pourquoi cette fonctionnalité n’est-elle pas disponible sur l’application?

Premièrement, un étalonnage supplémentaire est nécessaire pour améliorer la précision du système étudié et davantage de données rendront le modèle de plus en plus précis. Deuxièmement, les tests de phosphore sont difficiles! Actuellement, il n’existe pas de bandes-tests a. suffisamment sensibles pour détecter les niveaux de phosphore qu’on trouve dans de nombreux lacs au Canada et b. respectant la norme des Water Rangers, en ce sens qu’elles soient sécuritaires, abordables, précises, faciles à comprendre et à utiliser. De nombreux tests sont en parties par million, mais pour nous donner une idée précise de ce qui se passe réellement, ils devraient être en parties par milliard (c’est-à-dire mille fois plus sensibles que ppm). Il existe des technologies qui prétendent faire cela, mais qui ne répondent pas à la norme de Water Rangers.

Ne t’inquiète pas, on travaille toujours à faire de l’utilisation de cette technologie une réalité! À l’heure actuelle, on examine comment cette technologie peut être utilisée pour interpréter les bandes-tests de pH et des gens testent déjà cette fonctionnalité sur leurs téléphones. De plus amples informations à ce sujet seront disponibles au début de 2021. Veux-tu en savoir plus? Contacte-nous!

Ce projet a été financé par le Programme d’investissement communautaire de l’ACEI, qui nous aide à bâtir un Canada en ligne plus fort. Merci de votre soutient!