Solutions innovantes contre le gaspillage alimentaire et l'insécurité alimentaire
Automatiser la distribution de nourriture pour réduire le gaspillage et aider ceux qui en ont besoin.
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Table des matières
- Le défi de la répartition des aliments
- Aperçu du programme Food Drop
- Description de notre plateforme automatisée
- Le besoin de justice et d'efficacité
- Notre recherche et développement
- Notre algorithme : une approche simple
- Comparaison de notre approche avec d'autres
- Résultats de nos expériences
- Importance de la distribution alimentaire
- Conclusion
- Source originale
Le gaspillage alimentaire et l'insécurité alimentaire sont deux gros problèmes qui touchent beaucoup de gens dans le monde. Les organisations de récupération alimentaire bossent dur pour s'attaquer à ces problèmes. Cet article parle d'un partenariat avec une association à but non lucratif dans l'Indiana qui gère un programme appelé Food Drop. Food Drop aide à transférer de la nourriture qui irait sinon à la poubelle, des camions vers des Banques alimentaires, où elle peut être utilisée pour nourrir ceux qui en ont besoin.
Le défi de la répartition des aliments
Actuellement, l'appariement des camions chargés de nourriture avec les banques alimentaires se fait manuellement par un employé. Ce processus peut prendre beaucoup de temps et est souvent injuste. Quelques banques alimentaires reçoivent la plupart des dons, tandis que beaucoup d'autres n'en reçoivent pas assez. Notre but est d'automatiser le processus de Food Drop pour le rendre plus facile et plus juste pour tous les acteurs impliqués, y compris les chauffeurs de camions et les banques alimentaires.
Pour y arriver, on a besoin d'un algorithme spécial qui peut prendre des décisions rapides sur la banque alimentaire qui devrait recevoir un don. Cet algorithme doit garantir que les dons soient distribués équitablement tout en étant efficace pour les chauffeurs.
Aperçu du programme Food Drop
Dans l'Indiana, le programme Food Drop met en relation les chauffeurs de camions ayant des chargements de nourriture refusés avec des banques alimentaires dans le besoin. En moyenne, Food Drop fait correspondre plus de 10 000 livres de nourriture chaque mois. Certains mois, ce chiffre peut atteindre 62 000 livres. Cependant, le processus actuel d'appariement est lent et peut entraîner des déséquilibres dans la distribution de la nourriture.
Le responsable des programmes d'assistance alimentaire gère actuellement l'appariement, mais cette méthode n'est pas efficace. Non seulement cela prend du temps, mais les allocations favorisent souvent un petit nombre de bénéficiaires. Notre partenariat vise à changer cela en automatisant le processus d'appariement.
Description de notre plateforme automatisée
Notre plateforme automatisée fonctionne comme suit :
- Un chauffeur de camion avec un chargement de nourriture refusé veut le livrer à une banque alimentaire.
- Le conducteur remplit un formulaire avec des détails sur le chargement de nourriture et ses projets de voyage.
- Le back-end de notre plateforme exécute un algorithme et associe la demande de livraison avec une banque alimentaire.
- La banque alimentaire reçoit une notification sur son téléphone avec des détails sur le chargement de nourriture.
- Une fois que la banque alimentaire accepte la livraison, le conducteur reçoit les coordonnées de la banque alimentaire.
Le système est conçu pour être convivial. Les chauffeurs de camions fournissent leur position actuelle, leur destination et des informations sur la nourriture qu'ils souhaitent donner. L'algorithme les associe aux banques alimentaires qui peuvent accepter leurs dons.
Le besoin de justice et d'efficacité
Pour assurer une distribution équitable de la nourriture, notre algorithme doit répondre à des critères spécifiques. On veut s'assurer que les chauffeurs n'ont pas à parcourir de longues distances et que les banques alimentaires partagent les dons équitablement. On appelle ça l'efficacité de notre algorithme - l'efficacité des chauffeurs. Cela signifie qu'aucun chauffeur ne devrait avoir à parcourir plus d'une certaine distance comparée à l'itinéraire le plus direct qui implique aussi une banque alimentaire.
En même temps, on veut garantir l'équité pour les banques alimentaires. On veut s'assurer que les banques alimentaires qui reçoivent les dons les distribuent également parmi les personnes qu'elles servent. On veut aussi éviter les situations où une banque alimentaire reçoit beaucoup plus que les autres.
Notre recherche et développement
On a créé un nouveau modèle pour diviser équitablement les dons alimentaires. Dans notre modèle, on a un réseau de banques alimentaires et les communautés qu'elles desservent. Chaque communauté a des individus qui dépendent des banques alimentaires pour de l'aide.
Quand un don alimentaire arrive, il doit être associé à une banque alimentaire immédiatement. Le processus d'appariement doit tenir compte des préférences des chauffeurs de camions et des personnes qui dépendent des banques alimentaires.
On a découvert qu'il est difficile d'atteindre à la fois l'efficacité des chauffeurs et l'équité. En fait, il s'avère que si on veut de bons résultats pour l'un, cela peut entrer en conflit avec l'autre. Nos solutions impliquent souvent de faire des compromis, et on doit trouver un équilibre qui fonctionne bien.
Notre algorithme : une approche simple
Notre solution est simple. Pour chaque chauffeur, on utilise une étape simple. On trouve la banque alimentaire la plus proche du point de départ du chauffeur et la banque alimentaire la plus proche de sa destination. Ensuite, on associe le chauffeur à la banque alimentaire qui a servi le moins de personnes jusqu'à présent.
De cette manière, on peut s'assurer que la nourriture est distribuée de manière plus équitable entre les banques alimentaires. On a réalisé des expériences pour tester notre algorithme dans des situations réelles afin de voir combien il performe par rapport à d'autres méthodes.
Comparaison de notre approche avec d'autres
On a comparé notre algorithme à d'autres méthodes, comme celles qui privilégient l'efficacité ou l'équité. Notre approche a constamment fourni un meilleur équilibre entre les deux. Dans des états comme l'Indiana et la Californie, notre algorithme a montré qu'il pouvait associer efficacement les dons alimentaires tout en gardant à l'esprit l'équité.
Résultats de nos expériences
Dans nos expériences, on a examiné le fonctionnement de notre algorithme dans différents états. On s'est concentré sur des zones avec de plus grandes populations et des réseaux de banques alimentaires.
Par exemple, dans l'Indiana, on a constaté que le maximum d'envie, qui représente à quel point la distribution des aliments était injuste entre les banques alimentaires, était très bas. Cela indique que notre algorithme maintient l'équité tout en assurant une bonne efficacité pour les chauffeurs.
En Californie, la performance était tout aussi forte. Notre algorithme a fait un excellent travail pour distribuer la nourriture en fonction des besoins des communautés.
Importance de la distribution alimentaire
L'importance de notre travail va au-delà de l'automatisation du programme Food Drop. Il met en lumière l'importance de traiter le gaspillage alimentaire et l'insécurité alimentaire en même temps. En redirigeant efficacement la nourriture qui autrement serait jetée, on peut aider à garantir que plus de gens ont accès à la nutrition dont ils ont besoin.
Conclusion
Notre partenariat avec l'organisation à but non lucratif dans l'Indiana montre comment la technologie peut améliorer la façon dont la nourriture est distribuée. En développant un système automatisé, équitable et efficace, on peut atténuer les problèmes de gaspillage alimentaire et d'insécurité alimentaire. Notre plateforme vise à garantir que les dons atteignent ceux qui en ont le plus besoin tout en facilitant la tâche des chauffeurs de camions pour mener à bien leurs livraisons.
À l'avenir, on espère étendre notre travail pour toucher plus de communautés et améliorer encore l'équité et l'efficacité de la distribution alimentaire. Grâce à une recherche et un développement continus, on peut avoir un impact positif sur la vie de nombreuses personnes.
Titre: Automating Food Drop: The Power of Two Choices for Dynamic and Fair Food Allocation
Résumé: Food waste and food insecurity are two closely related pressing global issues. Food rescue organizations worldwide run programs aimed at addressing the two problems. In this paper, we partner with a non-profit organization in the state of Indiana that leads \emph{Food Drop}, a program that is designed to redirect rejected truckloads of food away from landfills and into food banks. The truckload to food bank matching decisions are currently made by an employee of our partner organization. In addition to this being a very time-consuming task, as perhaps expected from human-based matching decisions, the allocations are often skewed: a small percentage of the possible recipients receives the majority of donations. Our goal in this partnership is to completely automate Food Drop. In doing so, we need a matching algorithm for making real-time decisions that strikes a balance between ensuring fairness for the food banks that receive the food and optimizing efficiency for the truck drivers. In this paper, we describe the theoretical guarantees and experiments that dictated our choice of algorithm in the platform we built and deployed for our partner organization. Our work also makes contributions to the literature on load balancing and balls-into-bins games, that might be of independent interest. Specifically, we study the allocation of $m$ weighted balls into $n$ weighted bins, where each ball has two non-uniformly sampled random bin choices, and prove upper bounds, that hold with high probability, on the maximum load of any bin.
Auteurs: Marios Mertzanidis, Alexandros Psomas, Paritosh Verma
Dernière mise à jour: 2024-06-10 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2406.06363
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.06363
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
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