世界のコーヒーのほとんどは熱帯地域で栽培されています。 ただし、気候の変化により、たとえばフロリダなど、コーヒーがさらに北に成長する可能性があります。
それがどのように機能するかを理解するために、フロリダ大学の科学者は、ゲインズビルのメインUFキャンパスの南約30分のUF / IFAS植物科学研究教育ユニットですでにコーヒー植物を栽培しています。
この研究は、いつの日か、サンシャイン州を起源とする朝の一杯の喜びを生み出す可能性があります。
このプロジェクトは、フロリダ大学ハーバートウェルトハイム工科大学とUF / IFASのコラボレーションであり、USDA国立食品農業研究所からの助成金によって資金提供されています。
気候
「コーヒーは、気候変動のためにすでに大きな課題に直面している世界的な関心のある作物です。 現在、世界はコーヒー植物の根、それらの構造、および気候変動条件下でのそれらの機能についてほとんど知らない。 ルーツはこのプロセスの重要なポイントです」とローランド氏は述べています。
ただし、根は地下にあるという理由だけでなく、研究するのは簡単ではありません。
「生きている根を研究するほとんどの方法は、最終的には非常に人工的な実験室環境で根を破壊するか植物を育てることを含みます」と農学部の農業生態学の助教授であり、コーヒー研究チームのメンバーであるクリスウィルソンは言いました。 土壌および水科学部門の准教授であるStefanGerberもこのチームの一員です。
コーヒーが畑でどのように育つかを理解するために、研究者たちはミニリゾトロン、内部に小さなカメラを備えた透明なプラスチックチューブを使用しています。 デバイスは、植物の根の画像を記録するために、植物と一緒に地下に配置されます。
ローランド氏によると、ミニリゾトロンは非常に多くの情報を収集するため、誰かがすべてをふるいにかけるのに非常に長い時間がかかるという。
ハイパースペクトルイメージングシステム
そのため、フロリダ大学/ IFASの科学者は、工学部のAlinaZareおよびSanjeevKoppalと協力して、人工知能と機械学習テクノロジーを適用して、そのプロセスを改善および高速化しています。
Zareは、ミニリゾトロン画像を自動的に処理して理解するための人工知能アプローチを開発します。 Koppalは、現在のミニリゾトロンシステムから取得できるよりも多くの根とその周囲の土壌に関する情報を取得するために、新しいコンピュータービジョンベースのハイパースペクトルイメージングシステムを開発します。
このプロジェクトは、フロリダ大学の研究者がフロリダの農業部門を前進させるために人工知能をどのように使用しているかの一例にすぎません。 研究の一環として、ザレ氏は、研究者たちはHiPerGator 3.0スーパーコンピューターを使用して、ミニリゾトロンからのデータを分析するために開発したアルゴリズムをテストすると述べた。 HiPerGator 3.0は、NvidiaとUFの間の70万ドルのパートナーシップの一部であり、大学全体でこれらのAI主導の研究プロジェクトの多くにつながるでしょう。
「ミニリゾトロンのデータセットは非常に大きく、多くの画像処理を必要とし、関連するアパーチャが小さいため、測定のばらつきが非常に大きくなります。 これらの問題はすべて、機械学習のアプローチに適しています」とローランド氏は述べています。 「私たちのコラボレーションによって開発中の現在のアルゴリズムは、ミニリゾトロンデータからのデータ収集のかなりの部分を自動化および加速できると信じています。」
柑橘類によって保護されています
ミニリゾトロンは、UF / IFAS植物科学研究教育ユニットで育つコーヒー植物からデータを収集します。そこでは、研究者は既存の柑橘類の木と一緒にコーヒーを植えました。
「コーヒーは寒さに非常に敏感なので、私たちの考えは、それを保護できる別の木で育てようとすることでした。 さらに、柑橘類の木立には凍結防止システムが設置されているため、コーヒーも保護できます」とローランド氏は述べています。
研究者たちは現在、実用的な理由で柑橘類と一緒にコーヒーを栽培していますが、この組み合わせはいつか経済的に有利になる可能性があると彼らは言いました。
「私たちがそれについてもっと考えたとき、フロリダで可能な作付体系として柑橘類とコーヒーの組み合わせを探求することもできました。おそらく柑橘類の栽培者が検討するかもしれない将来の選択肢です。 これは道のりです—さまざまな質問とロジスティクスを解決する必要があります—しかし、間違いなく調査する価値があります」とウィルソンは言いました。
彼らのコーヒー植物のルーツがどのように機能するかを調査することに加えて、研究者たちは彼らのフロリダで育てられたコーヒーがどのように味わうかについても興味があります。 彼らは、テストバッチの焙煎と醸造を計画しています。
「私たちの研究グループは、マイクロバッチの精密コーヒー焙煎業者を買収しました。 私たちが生産しているコーヒー豆でさまざまな焙煎方法を試すことに興奮しています」とローランド氏は述べています。
詳細については:
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu