Većina kave u svijetu uzgaja se u tropskim regijama. Međutim, klimatske promjene mogle bi omogućiti kavi da raste sjevernije - na primjer, na Floridi.
Da bi razumjeli kako bi to moglo funkcionirati, znanstvenici sa Sveučilišta Florida već uzgajaju biljke kave u Jedinici za istraživanje i obrazovanje UF/IFAS Plant Science, oko 30 minuta južno od glavnog kampusa UF-a u Gainesvilleu.
Ovo bi istraživanje jednog dana moglo proizvesti jutarnju šalicu radosti s podrijetlom u Sunčanoj državi.
Suradnja između UF Herbert Wertheim College of Engineering i UF/IFAS-a, ovaj projekt financiran je bespovratnom pomoći USDA Nacionalnog instituta za hranu i poljoprivredu.
Klima
“Kava je usjev od globalnog interesa koji se već suočava s velikim izazovima zbog klimatskih promjena. Trenutačno svijet zna vrlo malo o korijenima biljke kave, njihovoj arhitekturi i funkciji u uvjetima klimatskih promjena. Korijeni su ključne točke u ovom procesu,” rekao je Rowland.
Međutim, korijenje nije lako proučavati — i to ne samo zato što su pod zemljom.
"Većina metoda za proučavanje živih korijena u konačnici uključuje uništavanje korijena ili uzgoj biljaka u vrlo umjetnom laboratorijskom okruženju", rekao je Chris Wilson, asistent profesora agroekologije na odjelu za agronomiju i član istraživačkog tima za kavu. Stefan Gerber, izvanredni profesor na Odsjeku za tlo i vodu, također je dio ovog tima.
Kako bi razumjeli kako kava raste u polju, istraživači koriste minirizotrone, prozirne plastične cijevi sa sićušnim kamerama unutra. Uređaji se postavljaju pod zemlju uz biljke kako bi snimili slike njihovih korijena.
Minirhizotroni skupljaju toliko informacija da bi nekome trebalo jako puno vremena da ih sve pregleda, rekao je Rowland.
Hiperspektralni sustav snimanja
Zato znanstvenici UF/IFAS-a surađuju s Alinom Zare i Sanjeevom Koppalom na Tehničkom fakultetu kako bi primijenili tehnologiju umjetne inteligencije i strojnog učenja kako bi poboljšali i ubrzali taj proces.
Zare će razviti pristupe umjetne inteligencije za automatsku obradu i razumijevanje slika minirizotrona. Koppal će razviti nove hiperspektralne sustave slikanja temeljene na računalnom vidu kako bi uhvatio više informacija o korijenju i tlu koje ih okružuje nego što se može dobiti iz trenutnih minirhizotron sustava.
Ovaj je projekt samo jedan primjer kako istraživači UF-a koriste umjetnu inteligenciju za unaprjeđenje poljoprivrednog sektora Floride. Kao dio studije, Zare je rekao da će istraživači koristiti superračunalo HiPerGator 3.0 za testiranje algoritama koje razvijaju za analizu podataka s minirhizotrona. HiPerGator 3.0 dio je 70 milijuna dolara vrijednog partnerstva između Nvidije i UF-a i dovest će do više ovih istraživačkih projekata vođenih umjetnom inteligencijom na cijelom sveučilištu.
“Minirhizotron skupovi podataka su iznimno veliki, zahtijevaju puno obrade slike i prepuni su ogromne varijabilnosti mjerenja s obzirom na male otvore blende. Svi ovi problemi podložni su pristupima strojnog učenja,” rekao je Rowland. "Vjerujemo da će trenutni algoritmi koje razvijamo u našoj suradnji moći automatizirati i ubrzati značajne dijelove prikupljanja podataka iz podataka minirhizotrona."
Zaklonjen citrusima
Minirhizotrons će prikupljati podatke iz biljaka kave koje rastu u Jedinici za istraživanje i obrazovanje biljaka UF/IFAS, gdje su istraživači posadili kavu uz postojeća stabla citrusa.
“Kava je vrlo osjetljiva na hladnoću, pa smo razmišljali da je pokušamo uzgojiti s drugim stablom koje bi je moglo zaštititi. Osim toga, nasad agruma ima ugrađene sustave za zaštitu od smrzavanja, tako da bi to također moglo zaštititi kavu,” rekao je Rowland.
Dok istraživači trenutno uzgajaju kavu uz citruse iz praktičnih razloga, kombinacija bi jednog dana mogla biti ekonomski povoljna, rekli su.
“Kako smo više razmišljali o tome, mogli bismo također istražiti kombinaciju citrusa i kave kao mogući sustav uzgoja na Floridi - možda buduća opcija koju bi uzgajivači citrusa mogli razmotriti. Ovo je udaljenost - morala bi se razraditi različita pitanja i logistika - ali svakako vrijedno istraživanja," rekao je Wilson.
Osim što istražuju učinak korijena njihove biljke kave, istraživače također zanima kakav je okus njihove kave uzgojene na Floridi. Planiraju pržiti i kuhati probnu šaržu.
“Naša istraživačka grupa nabavila je preciznu pržionicu kave s mikro šaržama. Uzbuđeni smo isprobati razne metode prženja zrna kave koje proizvodimo,” rekao je Rowland.
Za više informacija:
UF/IFAS
www.ifas.ufl.edu