Dünya kahvesinin çoğu tropik bölgelerde yetiştirilmektedir. Bununla birlikte, değişen bir iklim, kahvenin daha kuzeyde - örneğin Florida'da - büyümesine izin verebilir.
Bunun nasıl işe yarayacağını anlamak için Florida Üniversitesi'nden bilim adamları, Gainesville'deki ana UF kampüsünün yaklaşık 30 dakika güneyindeki UF/IFAS Bitki Bilimi Araştırma ve Eğitim Birimi'nde halihazırda kahve bitkileri yetiştiriyorlar.
Bu araştırma, bir gün, Sunshine State'deki kökenleri olan bir sabah sevinci kupası üretebilir.
UF Herbert Wertheim Mühendislik Koleji ile UF/IFAS arasındaki bir işbirliği olan bu proje, USDA Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü tarafından sağlanan bir hibe ile finanse edilmektedir.
İklim
“Kahve, iklim değişikliği nedeniyle halihazırda büyük zorluklarla karşı karşıya olan küresel bir ilgi ürünüdür. Şu anda dünya, kahve bitkisinin kökleri, mimarileri ve iklim değişikliği koşullarındaki işlevleri hakkında çok az şey biliyor. Rowland, "Kökler bu süreçte kilit noktalardır" dedi.
Bununla birlikte, kökleri incelemek kolay değildir - ve sadece yeraltında oldukları için değil.
Tarım bilimleri bölümünde agroekoloji yardımcı doçenti ve kahve araştırma ekibinin bir üyesi olan Chris Wilson, “Canlı kökleri incelemeye yönelik çoğu yöntem, nihayetinde çok yapay bir laboratuvar ortamında kökleri veya büyüyen bitkileri yok etmeyi içerir” dedi. Toprak ve su bilimi bölümünde doçent olan Stefan Gerber de bu ekibin bir parçasıdır.
Kahvenin tarlada nasıl büyüdüğünü anlamak için araştırmacılar minirizotronlar, içinde küçük kameralar bulunan şeffaf plastik tüpler kullanıyorlar. Cihazlar, köklerinin görüntülerini kaydetmek için bitkilerin yanına yerleştirildi.
Rowland, Minirhizotron'ların o kadar çok bilgi topladığını ki birinin hepsini gözden geçirmesinin çok uzun zaman alacağını söyledi.
Hiperspektral görüntüleme sistemi
Bu nedenle UF/IFAS bilim adamları, bu süreci iyileştirmek ve hızlandırmak için yapay zeka ve makine öğrenimi teknolojisini uygulamak için Mühendislik Koleji'nden Alina Zare ve Sanjeev Koppal ile işbirliği yapıyor.
Zare, minirhizotron görüntülerini otomatik olarak işlemek ve anlamak için yapay zeka yaklaşımları geliştirecek. Koppal, kökler ve onları çevreleyen toprak hakkında mevcut minirhizotron sistemlerinden elde edilebilecek olandan daha fazla bilgi toplamak için yeni bilgisayarlı görü tabanlı hiperspektral görüntüleme sistemleri geliştirecek.
Bu proje, UF araştırmacılarının Florida'nın tarım sektörünü ilerletmek için yapay zekayı nasıl kullandıklarının sadece bir örneğidir. Araştırmanın bir parçası olarak Zare, araştırmacıların minirizotronlardan gelen verileri analiz etmek için geliştirdikleri algoritmaları test etmek için HiPerGator 3.0 süper bilgisayarını kullanacaklarını söyledi. HiPerGator 3.0, Nvidia ve UF arasındaki 70 milyon dolarlık ortaklığın bir parçası ve üniversite genelinde bu AI odaklı araştırma projelerinin daha fazlasına yol açacak.
"Minirhizotron veri kümeleri son derece büyüktür, çok sayıda görüntü işleme gerektirir ve ilgili küçük açıklıklar göz önüne alındığında muazzam ölçüm değişkenliği ile doludur. Rowland, tüm bu sorunların makine öğrenimi yaklaşımlarına uygun olduğunu söyledi. "İşbirliğimiz tarafından geliştirilmekte olan mevcut algoritmaların, minirizotron verilerinden veri toplamanın önemli kısımlarını otomatikleştirip hızlandırabileceğine inanıyoruz."
Narenciye tarafından korunan
Minirhizotronlar, araştırmacıların mevcut narenciye ağaçlarının yanına kahve ektiği UF/IFAS Bitki Bilimi Araştırma ve Eğitim Birimi'nde yetişen kahve bitkilerinden veri toplayacak.
“Kahve soğuğa karşı çok hassastır, bu yüzden düşüncemiz onu barındırabilecek başka bir ağaçla yetiştirmeye çalışmaktı. Buna ek olarak, narenciye korusunda donmaya karşı koruma sistemleri kuruldu, bu da kahveyi de koruyabilir, ”dedi Rowland.
Araştırmacılar şu anda pratik nedenlerle narenciye yanında kahve yetiştirirken, kombinasyonun bir gün ekonomik olarak avantajlı olabileceğini söylediler.
"Bunun hakkında daha fazla düşündüğümüzde, Florida'da olası bir mahsul sistemi olarak narenciye ve kahve kombinasyonunu da keşfedebiliriz - belki de narenciye yetiştiricilerinin gelecekteki bir seçeneği düşünebilir. Bu bir çıkış yolu - farklı sorular ve lojistik üzerinde çalışılması gerekecek - ama kesinlikle keşfetmeye değer, ”dedi Wilson.
Araştırmacılar, kahve bitkilerinin köklerinin nasıl performans gösterdiğini araştırmanın yanı sıra, Florida'da yetiştirilen kahvelerin tadını da merak ediyor. Bir test grubunu kavurup demlemeyi planlıyorlar.
"Araştırma grubumuz mikro partili hassas bir kahve kavurma makinesi satın aldı. Rowland, “Ürettiğimiz kahve çekirdeklerinde çeşitli kavurma yöntemlerini deneyeceğimiz için heyecanlıyız” dedi.
Daha fazla bilgi için:
UF/IFAS
www.ifas.ufl.edu