ChrysaLabs基于AI光谱学土壤探测系统15秒内实时生成土壤数据

　　技术商业化亮点
　　ChrysaLabs
　　核心技术价值
　　将 光谱学 技术与 人工智能 技术相结合，开发出能够实时精确检测分析土壤中多种物质元素的，更高效经济的 土壤检测解决方案
　　产业痛点锚定
　　利用以往常规的土壤检测手段，从现场检测到结果获取的过程 耗费时间 长，并且由于 成本 原因，土壤检测的样品数量有限，难以更全面地对田地进行精确检测，无法满足种植者更高效更经济地进行土壤检测的需求
　　应用场景选择
　　土壤检测 是ChrysaLabs目前主要关注的应用场景，与此同时，ChrysaLabs还不断挖掘探索将其土壤检测方案在 有机碳读取 ， 栽培基质检测 等方面创新的可能性
　　市场探索进程
　　近年来，ChrysaLabs已与加拿大、美国中西部和加利福尼亚的30多家农艺咨询公司、大农场主、院校等就其土壤检测解决方案展开合作
　　国内借鉴意义
　　1）医学领域光谱成像技术与农业土壤健康的结合，形成 ＂降维打击＂式的技术商业化探索 ，有益于降低创新企业的试错成本，开拓更广阔的市场空间
　　2） 应用场景的选择先易后难，同时做到充分挖掘技术在 更多领域的创新应用潜能
　　精准农业根据土壤肥力和作物生长状况的空间差异，调节对作物的投入，以平衡地力、提高产量为目标，实施定位、定量的精准田间管理，从而实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标。而光谱分析技术在土壤矿物成分定量鉴别、土壤有机质和土壤湿度等方面的快速发展和广泛应用，为快速地检测土壤物质含量，促进土壤精细化管理开辟了有效途径。
　　近日，人工智能驱动的土壤测量和绘图公司EarthOptics和基于人工智能的实时土壤检测技术公司ChrysaLabs宣布合作，将EarthOptics的高分辨率传感器与 ChrysaLabs的实时土壤检测相结合，以提升土壤实时检测分析效率。
　　从生物医学工程到农业土壤探测的技术探索
　　ChrysaLabs开发土壤检测解决方案以光谱学和人工智能技术为核心，主要由三大软件或硬件构成，分别是用于现场检测的探测器，基于人工智能机器学习的云计算系统，以及与用户相链接的终端管理平台：
　　探测器
　　图源：ChrysaLabs官网
　　该探测器的核心是 光谱学 技术，光谱学是对物质发射或吸收的电磁辐射光谱的研究，其中著名的应用之一是医学成像中的核磁共振 ，被广泛运用于肿瘤检测等方面。而ChrysaLabs将光谱学应用土壤检测领域，则是以不同物质具有不同特征 为基础，通过将光发送到土壤中，从而读取该处土壤存在的宏观和微量营养素以及其他土壤特性 信号。
　　该探测器可以测量深度达 27英寸 的土壤，实际操作方式是在现场预先钻掘出需要测量的孔，然后将探测器放入该孔中。点击绿色按钮后，用户大约会在15秒内 获得数据结果。
　　该探测器设备的主要优势在于：1）能够 实时测量 N、K、P、pH、水分、OM、CEC、微量营养素等多种土壤物质元素；2）数据能够无线传输 至终端管理平台；3）每次检测支持立即创建施肥图 ；4）可自主调整探测分析深度 ；5）操作简单，获取结果精确且快速 ；6）便携性 。
　　云计算系统
　　在实现读取土壤中不同元素的信号之后，需要解决的是 将设备收集的信号以可读的营养值形式向用户解释传达 的问题，解决这一问题需要训练一种算法来识别分析数万个样本中不同土壤元素的信号 ，基于此，ChrysaLabs需要建立起一个包含足够多样本量的数字数据库 ，从而即使探测器检测面对的是未知的物质元素时，也可以将未知的物质元素与库中的数千个样本进行比对，以向用户提供最接近的分析结果。
　　为此，ChrysaLabs开展了在全球多个国家或地区展开土壤检测项目以补充其数字数据库样本量，仅2020年，ChrysaLabs已在北美各地进行了多达 50000次 土壤检测。
　　终端管理平台
　　探测器设备在短时间内实时测量收集包括 PH、CEC、水分和有机质等的数据，将会被传输到可通过计算机、平板电脑或电话访问的基于云的终端管理平台。该平台的主要优势在于：1） 结果的实时可视化； 2）可便捷导出土壤养分图； 3）可在多种终端设备中使用 。
　　创新技术应用场景，兼顾农业大小玩家
　　商业模式
　　ChrysaLabs土壤检测方案的收益一方面来源于用户根据所需的探针数量 而支付的费用，另一方面则来源于用户访问获取结果的终端管理平台 所必须支付的固定费用。与以往发送到实验室，就每个样品进行检测并付款的方式相比，ChrysaLabs的检测方案将不限制分析的次数 。
　　应用场景
　　图源：ChrysaLabs官网
　　目前ChrysaLabs的应用市场仍主要以 土壤检测分析 为主，但与此同时，ChrysaLabs也积极开拓其土壤检测解决方案创新应用的潜力，目前公司已开展的项目包括使用其探测器 读取有机碳 ，以作为测量耕地土壤中气体排放的有效工具，将其探测器用于 栽培基质检测 方面等。
　　产业合作
　　图源：ChrysaLabs官网
　　除了经营小型农户的市场外，相对大体量的行业主体也是ChrysaLabs的合作对象，近年来，ChrysaLabs已与加拿大、美国中西部和加利福尼亚的多家 农艺咨询公司、大农场主、院校等 就其土壤检测解决方案展开合作，其中：
　　2022年初，ChrysaLabs与 Olds College 合作，Olds College向ChrysaLabs提供更多的土壤数据集，以帮助其校准布局于加拿大西部的土壤传感器；
　　2022年10月，ChrysaLabs与土壤测量和绘图公司 EarthOptics 合作，将 ChrysaLabs 的实时土壤测量与EarthOptics的高分辨率传感器测量相结合，优化了 土壤现场检测的数据精度、成本和效率问题。
　　知耕Tech
　　商业成熟度CML评估模型
　　ChrysaLabs独特的解决方案将云计算、人工智能、机器学习与其专利光谱技术相结合，在几秒钟内向用户提供有效可靠的土壤状况信息，从而使种植者在现场采样几分钟后能够迅速采取最佳应对措施，大幅提升农业土壤检测效率，代表着国外基于土壤检测分析技术领域的领先水平。而我国目前在土壤检测分析技术方面与国外相比尚存在追赶空间。
　　知耕认为，目前国内农资企业正由传统农业经销商向农业技术服务企业转变，在此过程中企业应从 作物本身真实需求 出发，结合后端分析技术，向用户提供＂处方＂式的土壤健康解决方案 。
　　知耕将持续关注国内土壤检测分析技术创新企业在土壤数据获取能力，构建云端数据库，提升设备便携性和灵敏性和降低设备成本等方面的进步，期待与更多创业企业同行，共同助力土壤检测分析领域技术与应用的进步成长。