El programa de tecnologías de sensores se integra con la mayoría de los otros programas de NIFA. Casi todos los aspectos de la producción, el procesamiento y la gestión en los sistemas agrícolas y alimentarios (incluidos la silvicultura y los recursos naturales) implican la medición de los atributos del producto / recurso (como cantidad, calidad, tamaño, condición) o su entorno (como las impurezas de los alimentos o aire, agua y suelos agrícolas / forestales).
Las economías rurales y sus infraestructuras también se ven afectadas. Sus actividades biométricas incluyen inspección, monitoreo, seguimiento, inventario y valoración. El número de variables de medición, y su frecuencia de medición y nivel de detalle, exige tecnologías rápidas, automatizadas y de alta resolución. En aras de la eficiencia y la administración inteligente, se recopilan datos cada vez más voluminosos que deben analizarse, interpretarse y aplicarse más a fondo para respaldar la toma de decisiones inteligente. Se requieren avances en biometrología y tecnologías de la información para abordar nuestra necesidad de información oportuna y confiable que tenga relevancia temporal y espacial.
La seguridad y la calidad de los alimentos representan uno de los mayores problemas / preocupaciones públicas a nivel nacional. La seguridad y la calidad dependen de métodos de inspección y monitoreo que puedan detectar contaminantes y discriminar productos defectuosos (o de mala calidad). Mientras que las inspecciones manuales, microscópicas o de bioensayo no se pueden realizar de forma rápida y precisa en el 100 por ciento de cualquier producto alimenticio, las tecnologías de sensores e instrumentación actualmente en desarrollo y las pruebas prometen ofrecer capacidades de inspección que son precisas, rápidas (en tiempo real) y consistente. Estas tecnologías pueden abarcar desde detectar: magulladuras internas de manzanas hasta 10 células de Listeria (un patógeno alimentario particularmente virulento) hasta infestaciones de insectos en la carga de grano de un barco.
La calidad ambiental es otra área en la que el monitoreo basado en sensores puede resultar útil. Por ejemplo, los operadores de alimentación de animales pueden usar el monitoreo de la calidad del aire alrededor de los animales confinados para mantener la emisión de amoníaco o de olores dentro de límites aceptables. El monitoreo del agua para la escorrentía de nitrógeno y fósforo de las tierras agrícolas puede ayudar a regular la proliferación de algas de agua dulce y la hipoxia de la zona costera. La capacidad de medir de forma rápida y precisa el secuestro de carbono en los suelos puede facilitar una aplicación más generalizada de un mercado comercial y de créditos de carbono.
Sin embargo, este tipo de actividades de medición crean problemas especiales porque los elementos que se miden son moleculares y deben cuantificarse en grandes áreas terrestres. Sin embargo, estas aplicaciones son científicamente posibles; Queda por desarrollar la capacidad de ingeniería y tecnología para hacerlos económicos y prácticos.