两位康奈尔研究人员正在使用21世纪工具解决古老的问题:廉价,触敏软机器人,可以帮助种植者预测产量并检测真菌威胁。
Justine Vanden Heuvel.,农业和生命科学学院园艺教授(CAL),研究策略,帮助葡萄种植者提高环境和经济可持续性。Kirstin Petersen.,电气和计算机工程助理教授,研究生物启发和软机器人。
研究人员通过了康奈尔数字农业的倡议(CIDA),该公司成立于2017年,以便启动这些类型激进的合作跨学科来解决农业和食品系统中最大的问题。
Petersen和Vanden Heuvel的合作是其中之一资助六个数字农业项目2017年通过初始一轮USDA舱口盖。九项项目于2019年获得资助通过CIDA研究创新基金。所有的康奈尔研究人员以及行业,非营利组织和政府利益攸关方将于10月30日汇集在一起第三年度CIDA数字农业研讨会。
CIDA董事总经理蒂姆·凡尼尼尼'91表示,主动希望解决将使我们的全球食品系统能够将100亿人养活2050年的因素。其中包括提高效率和可持续性;缓解环境影响;减少食物垃圾;保护食品安全;并可能开发新的社会经济模型。
“农业是最后一个主要产业部门进入数字时代,”瓦尼尼说。“我们需要从软件编程和设计,机器人和系统分析的教授进入农业系统,我们需要与植物和土壤科学家,昆虫学家,病理学家和食品安全专家合作的人,他们知道问题是什么以及哪里需要部署解决方案。“
通过USDA资金的支持,CIDA奖项向有前途的数字农业项目作为种子金钱,为研究人员提供资源,以便从灵感的种子中开始将项目从而享受,希望有些项目将脱颖而出。
“与其他领域的同事合作有一定的挑战。我们有时会互相说话,“Petersen说。“但这也是一个令人难以置信的合作。没有边界,因为你正在使用的人并不知道你的纪律存在的界限 - 他们可以看到那些超越的人,它有助于打开你的思想,也有助于超越他们。“
Vanini说,Petersen和Vanden Heuvel的项目是Cida想要完成的完美榜样。在他们的初步工作之后,该团队能够申请并获得1900万美元的粮食和农业研究所的批准,以继续发展他们的想法并最终在工作葡萄园中测试它们。
Petersen说,其他研究人员使用精致和昂贵的相机预测赛季葡萄产量。这种方法在葡萄藤和有限的树叶中的地区运作良好,如纳帕谷,加利福尼亚州,但它在纽约州等地区效果较小,其暴雨和充满活力的植物生长可以阻挡相机的葡萄群。
然而,随着植物增长和机器学习的综合专业知识,研究人员意识到他们可以在季节早期预测产量,当花群首次出现时。
“关于叶子如何生长以及簇出现的地方,有一个特定的凝聚力,”Petersen说。“在浆果甚至形成之前,我们可以用智能手机和手电筒的东西出去,并将这件事与令人难以置信的手电筒。”
他们的方法让种植者更多的时间计划,比现有技术更具实惠。
在另一个项目中,Vanden Heuvel和Petersen正在与Amit Lal,电气和计算机工程教授合作,开发带有高分辨率传感器的软机器人。这些传感器对越来越多的葡萄进行超声波,这些葡萄可以检测糖含量,浆果固体和真菌孢子等差异,如可怕的病原体柔软的霉菌和白粉病。
“我们改善葡萄园管理策略的努力使纽约州48亿美元的葡萄酒和葡萄行业蓬勃发展,”Kathryn J. Boor.'80,罗纳德P.林奇院长的Cals。“我们的数字农业研究合作允许康奈尔在农业,商业,工程和信息科学交叉口中利用其无与伦比的优势。”
Krisy Gashler是农业和生命科学学院的自由撰稿人。