Didžioji dalis kavos pasaulyje auginama atogrąžų regionuose. Tačiau kintantis klimatas gali leisti kavai augti toliau į šiaurę - pavyzdžiui, Floridoje.
Norėdami suprasti, kaip tai gali veikti, Floridos universiteto mokslininkai jau augina kavos gamyklas UF / IFAS augalų mokslo tyrimų ir švietimo skyriuje, maždaug 30 minučių į pietus nuo pagrindinio UF miestelio Geinsvilyje.
Šie tyrimai vieną dieną galėtų suteikti rytinę džiaugsmo taurę, kilusią iš Saulės valstijos.
Bendradarbiaujant UF Herberto Wertheimo inžinerijos kolegijai ir UF / IFAS, šis projektas finansuojamas iš USDA Nacionalinio maisto ir žemės ūkio instituto dotacijos.
klimatas
„Kava yra pasaulinio intereso pasėlis, kuris jau susiduria su dideliais iššūkiais dėl klimato kaitos. Šiuo metu pasaulis labai mažai žino apie kavos augalų šaknis, jų architektūrą ir funkciją klimato kaitos sąlygomis. Šaknys yra pagrindiniai šio proceso taškai “, - sakė Rowlandas.
Tačiau šaknis nėra lengva ištirti - ir ne tik todėl, kad jos yra po žeme.
„Dauguma gyvų šaknų tyrimo metodų galiausiai apima šaknų naikinimą arba augalų auginimą labai dirbtinėje laboratorinėje aplinkoje“, - sakė Chrisas Wilsonas, agronomijos katedros agroekologijos docentas ir kavos tyrimų grupės narys. Stefanas Gerberis, dirvožemio ir vandens mokslo katedros docentas, taip pat yra šios komandos narys.
Norėdami suprasti, kaip lauke auga kava, mokslininkai naudoja minirizotronus, skaidrius plastikinius vamzdelius su mažomis kameromis viduje. Prietaisai dedami po žeme kartu su augalais, kad būtų įrašyti jų šaknų vaizdai.
„Minirhizotronai“ surenka tiek daug informacijos, kad prireiktų labai daug laiko, kol kažkas viską persijotų, sakė Rowlandas.
Hiperspektrinė vaizdo sistema
Štai kodėl UF / IFAS mokslininkai bendradarbiauja su Alina Zare ir Sanjeevu Koppaliu inžinerijos kolegijoje, kad pritaikytų dirbtinį intelektą ir mašininio mokymosi technologijas, kad patobulintų ir pagreitintų šį procesą.
Zare sukurs dirbtinio intelekto metodus, kad automatiškai apdorotų ir suprastų minirizotronų vaizdus. Koppalas sukurs naujas kompiuterines vizija pagrįstas hiperspektrines vaizdo sistemas, kad būtų galima surinkti daugiau informacijos apie šaknis ir juos supantį dirvožemį, nei galima gauti iš dabartinių minirhizotronų sistemų.
Šis projektas yra tik vienas pavyzdys, kaip UF tyrėjai naudoja dirbtinį intelektą Floridos žemės ūkio sektoriui tobulinti. Tyrimo metu Zare teigė, kad tyrėjai naudos „HiPerGator 3.0“ superkompiuterį, kad išbandytų jų sukurtus algoritmus analizuojant minirizotronų duomenis. „HiPerGator 3.0“ yra 70 milijonų JAV dolerių vertės „Nvidia“ ir UF partnerystės dalis ir paskatins daugiau šių dirbtiniu intelektu paremtų mokslinių tyrimų projektų visame universitete.
„„ Minirhizotron “duomenų rinkiniai yra labai dideli, jiems reikia daug apdoroti vaizdus ir, atsižvelgiant į mažas diafragmas, jie gali būti labai įvairūs. Visos šios problemos yra pritaikomos mašininio mokymosi metodams “, - sakė Rowlandas. "Mes tikime, kad dabartiniai mūsų bendradarbiaujant kuriami algoritmai galės automatizuoti ir pagreitinti dideles duomenų rinkimo iš minirizotrono duomenų dalis".
Priglaudė citrusai
Minirhizotronai rinks duomenis iš kavos augalų, augančių UF / IFAS augalų mokslo tyrimų ir švietimo skyriuje, kur mokslininkai pasodino kavą šalia esamų citrusinių medžių.
„Kava yra labai jautri šalčiui, todėl mūsų mintis buvo pabandyti ją užsiauginti kitu medžiu, kuris galėtų ją priglausti. Be to, citrusinių giraitėje yra įdiegtos apsaugos nuo užšalimo sistemos, kurios taip pat galėtų apsaugoti kavą “, - sakė Rowlandas.
Nors dėl praktinių priežasčių mokslininkai šiuo metu augina kavą kartu su citrusiniais vaisiais, jų teigimu, jų derinys vieną dieną gali būti ekonomiškai naudingas.
„Geriau pagalvoję apie tai, taip pat galėtume ištirti citrusinių vaisių ir kavos derinį kaip galimą auginimo sistemą Floridoje - galbūt būsimą variantą, kurį gali svarstyti citrusinių augalų augintojai. Tai yra kelias, kurio reikia atsisakyti - teks parengti skirtingus klausimus ir logistiką, tačiau tikrai verta juos ištirti “, - sakė Wilsonas.
Be to, kad tyrinėtų, kaip veikia jų kavos augalų šaknys, mokslininkams taip pat įdomu, koks yra jų Floridoje užaugintos kavos skonis. Jie planuoja kepti ir užvirti bandomąją partiją.
„Mūsų tyrimų grupė įsigijo precizinį mikropartijų skrudintuvą. Džiaugiamės galėdami išbandyti įvairius skrudinimo būdus gaminamose kavos pupelėse “, - sakė Rowlandas.
Daugiau informacijos:
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu