Πως η τεχνολογία οδηγεί την επόμενη αγροτική επανάσταση

Ενώ οι καταναλωτές ανησυχούν για τη γεύση του κρασιού με φελλό, οι καλλιεργητές ανησυχούν για τις ασθένειες. Είναι ο πιο περιοριστικός παράγοντας για την παραγωγή κρασιού, η διαχείρισή του είναι δαπανηρή και η κλιματική αλλαγή την επιδεινώνει.

Όμως η τεχνολογία οδηγεί την επόμενη αγροτική επανάσταση. Και μια ομάδα καλλιεργητών και ερευνητών εκμεταλλεύονται τη δύναμη της νέας τεχνολογίας για να δημιουργήσουν ένα παγκόσμιο πρόγραμμα επιτήρησης ασθενειών που μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των επιβλαβών επιπτώσεων των φυτικών ασθενειών που μεταδίδονται στο έδαφος.

Το Grape Sensing, Pathology and Extension Lab της Dr. Katie Gold στο Πανεπιστήμιο Cornell ( Gold Lab ) πρωτοστατεί στην ανίχνευση των φυτικών ασθενειών , ένα σύγχρονο πεδίο έρευνας που συνδυάζει την παθολογία των φυτών, τη μηχανική μάθηση και την τηλεπισκόπηση για την ανίχνευση ασθενειών στην αρχή στάδια. Όσο πιο γρήγορα κολλήσετε τα πρώτα σημάδια ασθένειας των φυτών, τόσο περισσότερα μπορείτε να εξοικονομήσετε.

Αλλά δεν μπορείτε να διαχειριστείτε την ασθένεια χωρίς να τη δείτε. Και όπως κάποιος που φορά ένα μονόκλ, μια οπτική αναβάθμιση έχει καθυστερήσει πολύ.

Η πλειονότητα των μεθόδων ανίχνευσης ασθενειών απαιτεί αυτοπροσώπως παρατήρηση και ανάλυση. Αλλά η γεωργία σήμερα έχει γίνει πολύ μεγάλη για αυτό το είδος λεπτομερούς επεξεργασίας.

Για τον εκσυγχρονισμό της διαδικασίας, το Gold Lab χρησιμοποιεί αυτόνομα ρομπότ από το Cyber-Agricultural Intelligence and Robotics Laboratory ( CAIR Lab ) και διαστημόπλοια για την παρακολούθηση αμπελιών μέσω υπερφασματικής απεικόνισης .

 Υπό την επίβλεψη ανθρώπων, τα περιπλανώμενα ρομπότ στο έδαφος και οι δορυφόροι που περιφέρονται σε τροχιά από πάνω επεκτείνουν ό,τι είναι δυνατό για το πεδίο και αποκαλύπτουν νέες γνώσεις που δεν είχαν δει στο παρελθόν.

Σε τέσσερα στρέμματα αμπελώνων στο κέντρο της οινοπαραγωγικής χώρας Finger Lakes, το Gold Lab μελετά την παθολογία των φυτών με τον ενθουσιασμό ενός μάστερ σομελιέ που δοκιμάζει ένα vintage.

Μια πρόσφατη μελέτη διερεύνησε πόσο αποτελεσματικά οι δορυφορικές εικόνες υψηλής ανάλυσης θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν τον περονόσπορο.

Αυτή η επιβλαβής ασθένεια κηλιδώνει τα συνήθως πράσινα φύλλα της αμπέλου με κίτρινες και καφέ αποχρώσεις. Όσο λιγότερο πράσινο είναι το φύλλο, τόσο πιο σοβαρή είναι η ασθένεια.

Οι δορυφόροι μπορούν να ανιχνεύσουν την υγεία των φυτών παρατηρώντας μήκη κύματος φωτός που ανακλάται από τη βλάστηση. Αυτό το ανακλώμενο φως μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό των δεικτών βλάστησης, συμπεριλαμβανομένων των NDVI και EVI , το τελευταίο από τα οποία είναι συχνά πιο ακριβές για την παρακολούθηση γεωργικών συστημάτων.

Με άλλα λόγια, οι δορυφόροι εντοπίζουν ασθένειες όπως η ασθένεια εντοπίζει τα φύλλα.

Για να δουν πόσο καλά ανταποκρίθηκαν οι δορυφόροι στις μετρήσεις που έγιναν από το ρομποτικό Phytopatholobot και τον άνθρωπο, οι τρεις αναχώρησαν για τους αμπελώνες (άνθρωποι με τα πόδια, ρομπότ με ρόδες και δορυφόροι σε τροχιά), συνέλεξαν δεδομένα και συνέκριναν τα ευρήματα στη συνέχεια. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι βαθμολογίες σοβαρότητας από τους ανθρώπους συσχετίστηκαν τόσο με το ρομπότ όσο και με το δορυφορικό EVI, αλλά ότι οι αξιολογήσεις ρομπότ και δορυφόρων δεν ήταν στην ίδια σελίδα.

Αυτό το πρόβλημα, ωστόσο, είναι στην πραγματικότητα μια ευκαιρία. Το Gold Lab και το CAIR Lab διερευνούν τώρα μια προσέγγιση AI που βοηθά στο συγχρονισμό όλων αυτών των πηγών δεδομένων. Το απόλυτο όραμα είναι ένας βρόχος ανάδρασης όπου οι δορυφόροι εντοπίζουν περονόσπορο στους αμπελώνες, οδηγούν το ρομπότ στις πληγείσες τοποθεσίες για να λάβει περαιτέρω μετρήσεις των αμπελιών και στη συνέχεια λένε στους δορυφόρους πόσο ακριβείς ήταν. Στη συνέχεια ο κύκλος επαναλαμβάνεται, αλλά με βελτιωμένα αποτελέσματα.

Η ομάδα ενσωματώνει επίσης εικόνες 8 ζωνών PlanetScope σε ανάλυση 3m για να προσθέσει περισσότερα φασματικά κανάλια στη μίξη. Αναμένουν ότι όλα αυτά τα επίπεδα πληροφοριών θα βοηθήσουν στη βελτίωση της ικανότητάς τους να ανιχνεύουν, να διαχειρίζονται και να αποτρέπουν τις ασθένειες των φυτών.

Το κρασί είναι προϊόν των σταφυλιών του. Και τα σταφύλια του είναι προϊόν του περιβάλλοντός τους. Αυτό σημαίνει ότι το γευστικό προφίλ ενός κρασιού μπορεί να αλλάξει δραστικά όταν αλλάξουν οι συνθήκες καλλιέργειας του σταφυλιού. Αυτό αποτελεί πρόκληση για τους αμπελώνες που εργάζονται στην εποχή της κλιματικής ανωμαλίας. Πώς διατηρείτε τους αμπελώνες σας υγιείς όταν ο αέρας γύρω τους αλλάζει ή πώς να τους αποτρέψετε από το να αποκτήσουν την ανεπιθύμητη γεύση που έχει μολυνθεί από τον καπνό καθώς μαίνονται οι πυρκαγιές κοντά;

Αν και δεν υπάρχει ακόμη μια πανάκεια τεχνολογία για την αντιμετώπιση αυτών των ερωτημάτων, μέρη όπως το Gold Lab είναι πρωτοποριακές περιπτώσεις χρήσης όπως το τρίο AI-ρομπότ-δορυφόρου για τη βελτίωση της παγκόσμιας επισιτιστικής ασφάλειας κάθε φορά.