La maggior parte del caffè del mondo viene coltivato nelle regioni tropicali. Tuttavia, un clima che cambia potrebbe consentire al caffè di crescere più a nord, ad esempio in Florida.
Per capire come potrebbe funzionare, gli scienziati dell'Università della Florida stanno già coltivando piante di caffè presso la UF / IFAS Plant Science Research and Education Unit, a circa 30 minuti a sud del campus principale UF di Gainesville.
Questa ricerca potrebbe un giorno produrre una tazza di gioia mattutina con origini nello stato del sole.
Nato dalla collaborazione tra l'UF Herbert Wertheim College of Engineering e UF / IFAS, questo progetto è finanziato da una sovvenzione dell'USDA National Institute of Food and Agriculture.
Clima
“Il caffè è una coltura di interesse globale che sta già affrontando grandi sfide a causa del cambiamento climatico. Al momento, il mondo conosce molto poco le radici delle piante di caffè, le loro architetture e la loro funzione in condizioni di cambiamento climatico. Le radici sono i punti chiave in questo processo ", ha detto Rowland.
Tuttavia, le radici non sono facili da studiare, e non solo perché sono sotterranee.
"La maggior parte dei metodi per studiare le radici viventi alla fine comporta la distruzione delle radici o la crescita delle piante in un ambiente di laboratorio molto artificiale", ha detto Chris Wilson, assistente professore di agroecologia nel dipartimento di agronomia e membro del team di ricerca sul caffè. Anche Stefan Gerber, professore associato nel dipartimento di scienze del suolo e dell'acqua, fa parte di questo team.
Per capire come cresce il caffè sul campo, i ricercatori stanno usando minirhizotron, tubi di plastica trasparente con minuscole telecamere all'interno. I dispositivi sono collocati nel sottosuolo accanto alle piante per registrare le immagini delle loro radici.
I minirhizotron raccolgono così tante informazioni che ci vorrebbe molto tempo prima che qualcuno le vagli, ha detto Rowland.
Sistema di imaging iperspettrale
Ecco perché gli scienziati UF / IFAS stanno collaborando con Alina Zare e Sanjeev Koppal del College of Engineering per applicare l'intelligenza artificiale e la tecnologia di apprendimento automatico per migliorare e accelerare quel processo.
Zare svilupperà approcci di intelligenza artificiale per elaborare e comprendere automaticamente le immagini del minirhizotron. Koppal svilupperà nuovi sistemi di imaging iperspettrale basati sulla visione artificiale per catturare più informazioni sulle radici e sul suolo che li circonda di quante possano essere ottenute dagli attuali sistemi di minirizotron.
Questo progetto è solo un esempio di come i ricercatori dell'UF stiano utilizzando l'intelligenza artificiale per far avanzare il settore agricolo della Florida. Come parte dello studio, Zare ha detto che i ricercatori useranno il supercomputer HiPerGator 3.0 per testare gli algoritmi che sviluppano per analizzare i dati dai minirhizotrons. HiPerGator 3.0 fa parte della partnership da $ 70 milioni tra Nvidia e UF e porterà a più di questi progetti di ricerca basati sull'intelligenza artificiale in tutta l'università.
“I set di dati Minirhizotron sono estremamente grandi, richiedono un'elevata elaborazione delle immagini e sono carichi di un'enorme variabilità di misurazione date le piccole aperture coinvolte. Tutti questi problemi sono suscettibili di approcci di apprendimento automatico ", ha detto Rowland. "Riteniamo che gli attuali algoritmi in fase di sviluppo dalla nostra collaborazione saranno in grado di automatizzare e accelerare porzioni sostanziali della raccolta di dati dai dati minirhizotron".
Al riparo dagli agrumi
I minirhizotrons raccoglieranno dati dalle piante di caffè che crescono presso l'Unità di ricerca e istruzione di scienza delle piante UF / IFAS, dove i ricercatori hanno piantato caffè accanto agli alberi di agrumi esistenti.
“Il caffè è molto sensibile al freddo, quindi il nostro pensiero era di provare a coltivarlo con un altro albero che potesse ripararlo. Inoltre, nell'agrumeto sono installati sistemi di protezione dal gelo, in modo che possano anche proteggere il caffè ", ha detto Rowland.
Mentre i ricercatori stanno coltivando caffè insieme agli agrumi in questo momento per motivi pratici, la combinazione potrebbe un giorno essere economicamente vantaggiosa, hanno detto.
“Mentre ci riflettevamo di più, potevamo anche esplorare la combinazione di agrumi e caffè come possibile sistema di coltivazione in Florida, forse un'opzione futura che i coltivatori di agrumi potrebbero prendere in considerazione. Questa è una via d'uscita - diverse domande e logistica dovrebbero essere risolte - ma sicuramente vale la pena esplorare ", ha detto Wilson.
Oltre a indagare su come si comportano le radici delle loro piante di caffè, i ricercatori sono anche curiosi di sapere qual è il sapore del loro caffè coltivato in Florida. Stanno progettando di arrostire e preparare un lotto di prova.
“Il nostro gruppo di ricerca ha acquisito una macchina per la torrefazione del caffè di precisione in micro lotti. Siamo entusiasti di provare vari metodi di tostatura sui chicchi di caffè che stiamo producendo ", ha detto Rowland.
Per maggiori informazioni:
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu