Miradi kuanzia roboti inayoogelea kwenye udongo ambayo inaweza kuhisi hali katika eneo la mizizi kwa wakati halisi hadi mifano ya hesabu ambayo inaweza kutabiri matokeo ya uharibifu uliopokea pesa za mbegu kutoka kwa Mpango wa Cornell wa Kilimo cha DijitiMfuko mpya wa Ubunifu wa Utafiti.
Timu nane za watafiti wa taaluma mbalimbali - kutoka Chuo cha Kilimo na Sayansi ya Maisha, Chuo cha Uhandisi, Kompyuta na Sayansi ya Habari, Cornell Tech na Chuo cha Tiba ya Mifugo (CVM) - watapokea tuzo za miaka tatu za hadi $225,000. Ili kutuma ombi, timu zilihitaji kujumuisha washiriki wa kitivo cha Cornell kutoka angalau vyuo viwili, kuhakikisha ushirikiano wa chuo kikuu.
"Miradi hii ya utafiti inawakilisha uwezo wa kusisimua wa zana za kidijitali, kama vile miundo ya kukokotoa, mifumo ya roboti, akili ya bandia na 'mtandao wa mambo,' ili kubadilisha kilimo katika kila hatua ya mchakato wa uzalishaji wa chakula," alisema. Susan McCouch, Barbara McClintock Profesa wa Uzalishaji wa Mimea na Jenetiki na mkurugenzi wa Mpango wa Cornell wa Kilimo cha Kidijitali (CIDA). "Ushirikiano baina ya taaluma kama hizi utasukuma mipaka ya sayansi ili kuongeza tija na uendelevu wa kilimo, na kukuza bomba la ugunduzi na uvumbuzi wa vitendo."
Kikundi cha taaluma nyingi cha karibu wanachama dazeni tatu wa kitivo, chini ya uenyekiti wa Renata Ivanek, profesa msaidizi katika Idara ya Tiba ya Idadi ya Watu na Sayansi ya Utambuzi katika CVM, walichagua miradi minane kutoka kwa mapendekezo 31. Ufadhili wa tuzo hizo unatoka kwa Mfuko wa Ubunifu wa Utafiti wa CIDA na mpango wa Sheria ya Hatch ya Idara ya Kilimo ya Amerika.
Miradi hiyo:
Kuboresha mavuno ya sitroberi kupitia chavua asili na roboti: Kirstin Petersen, profesa msaidizi wa uhandisi wa umeme na kompyuta; na Scott McArt, profesa msaidizi wa entomolojia. Kazi yao itajumuisha ufuatiliaji wa kiotomatiki wa kuchavusha mwitu na zinazosimamiwa na uchavushaji wa roboti, kuweka msingi wa mfumo wa kibayolojia-mseto ambao unaweza kuchunguza, kutabiri na kuboresha mavuno ya mazao. Watafiti wataunda mitego ya kamera ya wadudu ya kudumu na yenye nguvu kidogo, kutumia drones kwa uchavushaji wa haraka mtambuka na kuunda miundo ya ukuaji ambayo inaweza kuwasilishwa kwa mkulima kupitia programu ya mtandaoni.
Roboti mpya za udongo na hisi kwa uundaji wa mizizi ya udongo wa ufanisi wa matumizi ya maji: Taryn Bauerle, profesa mshiriki katika Shule ya Sayansi ya Mimea Unganishi (SIPS); Robert Shepherd, profesa mshiriki katika Shule ya Sibley ya Uhandisi wa Mitambo na Anga (MAE); Mike Gore, Liberty Hyde Bailey Profesa na profesa msaidizi wa ufugaji wa Masi na genetics katika SIP; Johannes Lehmann, profesa wa sayansi ya udongo na mazao katika SIP; na Abraham Stroock, Mkurugenzi wa William C. Hooey na Gordon L. Dibble, profesa wa Kemikali na Uhandisi wa Biomolecular. Ili kupata taarifa za wakati halisi kuhusu upatikanaji na mtiririko wa maji kwenye udongo karibu na mizizi ya mimea, watafiti wataunda mkakati wa kuhisi na roboti ya kuogelea kwenye udongo ili kuchunguza eneo la mizizi kwa uhuru.
Miundo ya kikokotoo iliyo na ufahamu wa mikrobiome na zana za usaidizi wa maamuzi kutabiri kuharibika kwa mazao mapya: mchicha kama mfumo wa kielelezo: Martin Wiedmann, Profesa wa Familia ya Gellert katika Usalama wa Chakula; na Ivanek. Watafiti wataunda mfano wa hesabu wa mwingiliano wa microbiome na usumbufu wakati wa usindikaji, usafirishaji na rejareja kutabiri maisha ya rafu ya mchicha mpya.
Utambuzi wa mfadhaiko ulioharakishwa na wa kiotomatiki katika bustani ya tufaha: Awais Khan, profesa mshiriki katika SIP katika Cornell AgriTech; Serge Belongie, profesa wa sayansi ya kompyuta katika Cornell Tech; na Noah Snavely, profesa mshiriki wa sayansi ya kompyuta katika Cornell Tech. Kwa kuchanganya utaalam katika ugonjwa wa mimea, uchapaji picha na maono ya kompyuta, timu itaunda hifadhidata za magonjwa zilizofafanuliwa na wataalam kwa tufaha, itaongoza shindano la kimataifa la changamoto ili kupata suluhisho la riwaya la uainishaji wa magonjwa na uainishaji, kukuza mifano ya maono ya kompyuta ili kutofautisha kwa usahihi kati ya dalili za watu wengi. magonjwa, na utengeneze programu zinazofaa watumiaji ili kusaidia wakulima wa apple.
Kilimo cha kaboni: Kuchanganya akili ya mashine, data kubwa na mifano ya mchakato ili kusaidia sekta hii inayoibuka: Lehmann na Fengqi You, Roxanne E. na Michael J. Zak Profesa katika Uhandisi wa Mifumo ya Nishati katika Shule ya Smith ya Uhandisi wa Kemikali na Biomolecular. Mradi huu unalenga kuboresha utabiri sahihi wa kaboni hai ya udongo kwa kuchanganya muundo wa mchakato wa udongo na kujifunza kwa mashine, kujifunza kwa kina na data kubwa ili kuunda jukwaa la kuendesha sera ya msingi ya ushahidi na uwekezaji katika afya ya udongo na kukabiliana na mabadiliko ya hali ya hewa.
Jukwaa la phenotyping la azimio la juu linalolengwa na kazi ili kugundua uhusiano wa kazi za jenetiki katika rhizomicrobiome kwa kukuza utumiaji wa virutubishi vya mimea: April Gu, profesa wa uhandisi wa kiraia na mazingira; Jenny Kao-Kniffin, profesa mshiriki katika SIP; na Kilian Weinberger, profesa msaidizi wa sayansi ya kompyuta. Watafiti hao watatengeneza jukwaa la teknolojia la ubunifu la phenotyping-genotyping ambalo litawawezesha kujenga kituo cha ubora wa kimataifa cha kilimo cha aina ya phenotyping huko Cornell, ili kugundua na kuorodhesha vijidudu vipya ambavyo vina faida kwa mazao.
Vihisi vya kidijitali vya anga na udongo: Mtandao wa mambo unakaribia kuboresha utabiri wa hali ya hewa wa shambani wa joto kali, ukame na mvua: Toby Ault, profesa msaidizi wa sayansi ya dunia na anga; na Max Zhang, profesa mshiriki katika MAE. Kwa kutumia mtandao uliopo, usiotumia waya wa mambo, watafiti watafuatilia na kutabiri vigezo muhimu vya kutabiri hali mbaya ya hewa katika viwango vya serikali, kaunti na shamba ili kuwapa wazalishaji wa chakula zana za kutabiri hatari.
Ukuzaji wa modeli za utabiri wa kugundua kwa usahihi ugonjwa wa kititi na wa kimatibabu katika ng'ombe wa maziwa wanaokamuliwa na mifumo ya kukamua kiotomatiki: Rick Watters, mshirika mkuu wa ugani katika CVM na mkurugenzi wa Maabara ya Magharibi ya Huduma za Uzalishaji wa Maziwa Bora; na Kristan Reed, profesa msaidizi wa sayansi ya wanyama. Kwa kutumia data kama vile mavuno ya maziwa, wakati na wakati wa kukamua kati ya ziara za kukamua, watafiti wataunda kanuni ya kutabiri ugonjwa wa kititi katika ng'ombe wa maziwa.
- Melanie Lefkowitz, Chuo Kikuu cha Cornell
Miradi kuanzia roboti inayoogelea kwenye udongo ambayo inaweza kuhisi hali katika eneo la mizizi kwa wakati halisi hadi mifano ya hesabu ambayo inaweza kutabiri uharibifu wa mbegu ilipokea fedha kutoka kwa Mfuko mpya wa Ubunifu wa Utafiti wa Cornell Initiative for Digital Agriculture. Hapo juu, ndege isiyo na rubani katika Shamba la Utafiti la Musgrave, ikipelekwa uwanjani na wanafunzi katika maabara ya Profesa Micheal Gore. Picha: Allison Usage