פרויקטים החל מרובוט שוחה אדמה שיכול לחוש את התנאים באזור השורש בזמן אמת ועד מודלים חישוביים שיכולים לחזות קלקול ייצור שקיבלו כספים זרעים מה- יוזמת קורנל לחקלאות דיגיטליתהקרן החדשה לחדשנות מחקר.
שמונה צוותים בינתחומיים של חוקרים - מהמכללה לחקלאות ומדעי החיים, המכללה להנדסה, מיחשוב ומדעי המידע, קורנל טק והמכללה לרפואה וטרינרית (CVM) - יקבלו פרסים לשלוש שנים של עד $225,000. כדי להגיש מועמדות, הצוותים היו צריכים לכלול חברי סגל קורנל משתי מכללות לפחות, כדי להבטיח שיתוף פעולה חוצה קמפוסים.
"פרויקטי המחקר הללו מייצגים את הפוטנציאל המרגש של כלים דיגיטליים, כגון מודלים חישוביים, מערכות רובוטיות, בינה מלאכותית ו'האינטרנט של הדברים', לשנות את החקלאות בכל שלב בתהליך ייצור המזון", אמר. סוזן מקוץ', הפרופסור של ברברה מקלינטוק לגידול צמחים וגנטיקה ומנהלת יוזמת קורנל לחקלאות דיגיטלית (CIDA). "שיתופי פעולה בין-תחומיים כמו אלה ידחפו את גבולות המדע כדי להגביר את הפרודוקטיביות והקיימות של החקלאות, ולטפח צינור של גילויים וחידושים מעשיים."
קבוצה רב-תחומית של קרוב לשלושה תריסר חברי סגל, בראשות רנטה איבנק, פרופסור חבר במחלקה לרפואת אוכלוסין ומדעי האבחון ב- CVM, בחרה את שמונת הפרויקטים מתוך 31 הצעות. המימון לפרסים מגיע מקרן CIDA לחדשנות מחקר ותוכנית חוק האצה של משרד החקלאות האמריקאי.
המיזמים:
שיפור תפוקת תותים באמצעות מאביקים מקומיים ורובוטיים: קירסטין פטרסן, עוזרת פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים; וסקוט מקארט, עוזר פרופסור לאנטומולוגיה. עבודתם תשלב ניטור אוטומטי של מאביקים פראיים ומנוהלים עם האבקה רובוטית, ותניח את הבסיס למערכת ביולוגית-היברידית שיכולה לצפות, לחזות ולשפר את יבול היבול. החוקרים יפתחו מלכודות מצלמות חרקים עמידות ובעלות הספק נמוך, ישתמשו ברחפנים להאבקה צולבת מהירה וייצרו מודלים של צמיחה שניתן להעביר לחקלאי באמצעות אפליקציה מקוונת.
רובוטיקה חדשה של קרקע וחישה עבור פנוטייפ קרקע-שורש של יעילות השימוש במים: טארין באוורל, פרופסור חבר בבית הספר למדעי הצמח האינטגרטיבי (SIPS); רוברט שפרד, פרופסור חבר בבית הספר להנדסת מכונות וחלל סיבלי (MAE); מייק גור, פרופסור ליברטי הייד ביילי ופרופסור חבר לגידול מולקולרי וגנטיקה ב-SIPS; יוהנס להמן, פרופסור למדעי הקרקע והיבול ב-SIPS; ואברהם סטרוק, המנהל של וויליאם סי. הווי וגורדון ל. דיבל, פרופסור להנדסה כימית וביו-מולקולרית. כדי לגשת למידע בזמן אמת על זמינות וזרימת המים באדמה סביב שורשי הצמחים, החוקרים יפתחו אסטרטגיית חישה ורובוט שוחה אדמה לחקור באופן חצי אוטונומי את אזור השורשים.
מודלים חישוביים מבוססי מיקרוביום וכלים תומכי החלטות לניבוי קלקול של תוצרת טרייה: תרד כמערכת מודל: מרטין וידמן, פרופסור משפחת גלרט לבטיחות מזון; ואיבנק. החוקרים יפתחו מודל חישובי של אינטראקציות והפרעות מיקרוביום במהלך עיבוד, הובלה וקמעונאות כדי לחזות את חיי המדף של תרד טרי.
אבחון מתח מואץ ואוטומטי במטעי תפוחים: Awais Khan, פרופסור חבר ב-SIPS ב-Cornell AgriTech; סרג' בלונגי, פרופסור למדעי המחשב בקורנל טק; ונואה סנבלי, פרופסור חבר למדעי המחשב בקורנל טק. בשילוב מומחיות בפתולוגיה של צמחים, פנוטייפ וראייה ממוחשבת, הצוות יצור מערכי נתונים של מחלות עם הערות מומחים לתפוחים, יוביל תחרות אתגרים עולמית למציאת פתרונות חדשים לסיווג וכימות מחלות, יפתח מודלים של ראייה ממוחשבת כדי להבחין במדויק בין הסימפטומים של רבים מחלות, ולפתח אפליקציות ידידותיות למשתמש לתמיכה במגדלי תפוחים.
חקלאות פחמן: שילוב של אינטליגנציה מכונות, ביג דאטה ומודלים של תהליכים כדי לתמוך במגזר מתפתח זה: Lehmann and Fengqi You, ה-Roxanne E. ומייקל J. Zak פרופסור להנדסת מערכות אנרגיה בבית הספר סמית להנדסה כימית וביו-מולקולרית. פרויקט זה נועד לשפר חיזוי מדויק של פחמן אורגני בקרקע על ידי שילוב של מודלים של תהליך קרקע עם למידת מכונה, למידה עמוקה וביג דאטה כדי ליצור פלטפורמה להנעת מדיניות מבוססת ראיות והשקעה בבריאות הקרקע והפחתת שינויי אקלים.
פלטפורמת פנוטייפ ממוקדת פונקציות ברזולוציה גבוהה להסקת קשרי גנטיקה-תפקודים ב-rhizomicrobiome לקידום ניצול חומרים מזינים צמחיים: אפריל גו, פרופסור להנדסה אזרחית וסביבתית; ג'ני קאו-קניפין, פרופסור חבר ב-SIPS; וקיליאן ויינברגר, פרופסור חבר למדעי המחשב. החוקרים יפתחו פלטפורמת טכנולוגית פנוטייפ-גנוטייפ חדשנית שתאפשר להם לבנות בקורנל מתקן פנוטיפיינג חקלאי ברמה עולמית, במטרה לגלות ולתת פרופיל של מיקרואורגניזמים חדשים המועילים לגידולים.
חיישנים דיגיטליים ניתנים להרחבה של השמיים והקרקעות: גישה לאינטרנט של דברים לשיפור תחזיות מזג אוויר בקנה מידה של חוות של חום קיצוני, בצורת וגשמים: טובי אולט, עוזר פרופסור למדעי כדור הארץ והאטמוספירה; ומקס ג'אנג, פרופסור חבר ב-MAE. באמצעות אינטרנט אלחוטי קיים של דברים, החוקרים ינטרו ויחזו משתנים מרכזיים לחיזוי מזג אוויר קיצוני ברמת המדינה, המחוז והחווה כדי לספק ליצרני מזון ערכת כלים לניבוי סכנות.
פיתוח מודלים חזויים לאיתור מדויק של דלקת שד תת-קלינית וקלינית בפרות חולבות הנחלבות עם מערכות חליבה אוטומטיות: ריק ווטרס, עמית הרחבה בכיר ב- CVM ומנהל המעבדה המערבית של שירותי ייצור חלב איכותיים; וקריסטן ריד, עוזר פרופסור למדעי בעלי החיים. באמצעות נתונים כמו תנובת חלב, זמן חליבה וזמן בין ביקורי החליבה, החוקרים יפתחו אלגוריתם לניבוי דלקת בשד בפרות חולבות.
- מלאני לפקוביץ, אוניברסיטת קורנל
פרויקטים החל מרובוט שוחה אדמה שיכול לחוש את התנאים באזור השורש בזמן אמת ועד מודלים חישוביים שיכולים לחזות קלקול תוצרת קיבלו כספי זריעה מהקרן החדשה לחדשנות מחקרית של יוזמת קורנל לחקלאות דיגיטלית. מעל, מזל"ט בחוות המחקר מוסגרייב, נלקח לשדה על ידי סטודנטים במעבדה של פרופסור מיכל גור. צילום: אליסון Usavage