A cada ano, cerca de 40% de todos os alimentos nos EUA não são consumidos. Isso significa que os americanos jogam fora US $ 165 bilhaµes em alimentos que poderiam ser usados ​​para fazer mais de 58 trilhaµes de refeições, de acordo com o Conselho Nacional de Defesa de Recursos (NRDC).

Uma equipe de estudantes da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson abordou esse problema complexo como seu projeto no “Projeto de solução e design de problemas de engenharia” (ES 96), que desafia os alunos a usar as habilidades de design de engenharia para criar uma solução para um problema. cliente do mundo real. Eles fizeram uma parceria com a Savormetrics , uma startup preditiva de segurança de alimentos, para desenvolver um produto que poderia ajudar a reduzir o desperda­cio de alimentos. Os juniores do curso, que representam todas as cinco concentrações de engenharia, colaboram para projetar e conduzir todo o projeto.

Depois de estudar a cadeia de suprimentos, os alunos escolheram se concentrar no desperda­cio de alimentos no varejo. Mercearias e distribuidores são responsa¡veis ​​por cerca de 13% de todo o desperda­cio de alimentos, com produtos que compreendem uma porção muito grande, informa o NRDC.

O excesso de estoque éuma das razões pelas quais muitos produtos são desperdia§ados em supermercados. Os consumidores são atraa­dos por exposições abundantes de produtos, mas, como a aparaªncia desses produtos diminui a  medida que se torna madura, muito édescartado antes de ser comprado.

"Para impedir que os produtos sejam descartados, precisamos de manãtricas para saber quais produtos amadurecera£o mais rapidamente", disse Mark Meneses '21, co-lider do projeto, um concentrador de ciências da engenharia. "Como podemos usar manãtricas para impulsionar a ação do varejista na redução de perdas e desperda­cios de alimentos?"

Para gerar essas manãtricas, os alunos desenvolveram um dispositivo multissensor que poderia prever quando os produtos amadureceriam. Eles se concentraram no abacate, já que as frutas tem um prea§o alto e alto valor de mercado - cerca de US $ 2,28 bilhaµes por ano nos EUA - com uma taxa de crescimento anual de 10% no mercado.

“A economia de apenas alguns abacates pode ajudar a justificar o prea§o do nosso dispositivo”, disse Joseph Sanchez '21, um concentrador de engenharia meca¢nica.

O dispositivo que eles desenvolveram incorpora sensores para medir certas propriedades químicas de um abacate.

As informações desses sensores são incorporadas a um modelo de aprendizado de ma¡quina desenvolvido pelos alunos para prever quando um abacate estara¡ maduro. A saa­da do modelo éexibida por meio de um aplicativo que mostra a data estimada de maturação e o número de dias atéque cada abacate testado esteja maduro.

O aplicativo também permite que os usuários visualizem estata­sticas de lote de abacates que foram escaneados juntos, fornecendo informações sobre os dias manãdios atéque os abacates desse grupo estejam maduros e também um gra¡fico que mostra a contagem de abacates em cada um dos cinco esta¡gios, do difa­cil ao maduro demais.

"A previsão de maturidade érealmente difa­cil para os abacates e, por serem tão valiosos, érealmente um ponto crítico para os varejistas", disse Juliet Nwagwu Ume-Ezeoke '21, um concentrador de engenharia meca¢nica. "Esperamos que essas informações permitam que os varejistas tomem ações muito decisivas".

Por exemplo, os varejistas podem anunciar os estados de maturação dos abacates para que os consumidores possam tomar decisaµes de compra mais informadas sobre os produtos. Os varejistas também podem definir prea§os diferentes para diferentes na­veis de maturidade, ou alterar as exibições das lojas para que os abacates mais maduros estejam na frente.

O maior desafio que os alunos enfrentaram resultou da transição da Universidade para o ensino remoto em meados de mara§o - bem no meio de seu projeto. Depois que deixaram o campus, os membros da equipe de desenvolvimento de sensores foram forçados a montar sensores individualmente e envia¡-los ao colega John Schmidt '21, um concentrador de engenharia meca¢nica, que enfrentou o a´nus de montar o dispositivo e testar 80 abacates por conta própria, o referido co-lider do projeto, Jonas LaPier '21, um concentrador de engenharia ambiental.

E um repentino mau funcionamento do sensor durante os testes ameaa§ou inviabilizar todo o projeto, mas os alunos conseguiram enviar uma nova pea§a no dia seguinte.

Apesar desses desafios, os alunos criaram um prota³tipo eficaz - 60% das estimativas eram precisas em um dia, e 30% adicionais em dois dias.

“O modelo preditivo funcionou bastante bem, o que foi a³timo de ver, porque realmente não ta­nhamos certeza de todas as partes ma³veis do nosso projeto. O sucesso da modelagem dependeu de nossa abordagem de detecção e de nosso procedimento de teste de abacate, que eram difa­ceis de implementar ”, disse LaPier. “Fiquei consistentemente surpreso com o trabalho duro e as habilidades excepcionais que meus colegas engenheiros trouxeram para nossa equipe. Nunca houve um ponto em que não pudanãssemos contar com alguém para terminar uma tarefa e levar todos nosadiante. ”

O instrutor Nabil Harfoush, professor associado visitante, ficou impressionado com a determinação que os alunos demonstraram em concluir o projeto, mesmo diante dos desafios sem precedentes que enfrentaram durante o período da primavera.

"Minha esperana§a éque os alunos aprendam a se concentrar mais no espaço do problema antes de buscar soluções, como se envolver coletivamente com um problema complexo e que aspectos e perspectivas devem ser considerados além da tecnologia em um projeto do mundo real", disse ele.

Harjeet Bajaj, presidente e CEO da Savormetrics, também ficou impressionado com o trabalho dos alunos.

“A Savormetrics vai polir isso e colocar esse produto no mercado. Estou muito surpreso com a eficácia dos alunos em nosso projeto ”, disse ele. “Parabanãns ao Dr. Harfoush e ao Dr. [Fawwaz] Habbal. Estamos planejando apresentar uma oportunidade de opção de compra de ações aos estudantes para trazer este produto ao mercado, fornecendo acesso a nosso escrita³rio em Boston e outros recursos. ”