المشاريع التي تتراوح من روبوت عائم في التربة يمكنه استشعار الظروف في منطقة الجذر في الوقت الفعلي إلى النماذج الحسابية التي يمكن أن تتنبأ بفساد الإنتاج التي تلقت أموالًا أولية من مبادرة كورنيل للزراعة الرقميةصندوق الابتكار البحثي الجديد.
ستحصل ثمانية فرق متعددة التخصصات من الباحثين - من كلية الزراعة وعلوم الحياة وكلية الهندسة وعلوم الحاسب والمعلومات و Cornell Tech وكلية الطب البيطري (CVM) - على جوائز لمدة ثلاث سنوات تصل إلى 225,000 دولار. للتقديم ، يجب أن تضم الفرق أعضاء هيئة التدريس في جامعة كورنيل من كليتين على الأقل ، مما يضمن التعاون عبر الحرم الجامعي.
"تمثل هذه المشاريع البحثية الإمكانات المثيرة للأدوات الرقمية ، مثل النماذج الحسابية والأنظمة الروبوتية والذكاء الاصطناعي و" إنترنت الأشياء "لتحويل الزراعة في كل خطوة من عملية إنتاج الغذاء ،" سوزان مكوش، أستاذ باربرا مكلينتوك لتربية النباتات وعلم الوراثة ومدير مبادرة كورنيل للزراعة الرقمية (CIDA). "من شأن التعاون متعدد التخصصات مثل هذه أن يدفع حدود العلم لزيادة إنتاجية الزراعة واستدامتها ، ولتعزيز خط أنابيب للاكتشافات والابتكارات العملية."
اختارت مجموعة متعددة التخصصات من حوالي ثلاثين من أعضاء هيئة التدريس ، برئاسة ريناتا إيفانيك ، الأستاذة المشاركة في قسم طب السكان وعلوم التشخيص في CVM ، المشاريع الثمانية من 31 اقتراحًا. يأتي تمويل الجوائز من صندوق CIDA للابتكار البحثي وبرنامج Hatch Act التابع لوزارة الزراعة الأمريكية.
المشاريع:
تحسين محصول الفراولة من خلال الملقحات المحلية والروبوتية: كريستين بيترسن ، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات ؛ وسكوت ماك آرت ، الأستاذ المساعد في علم الحشرات. سوف يدمج عملهم المراقبة الآلية للملقحات البرية والمُدارة مع التلقيح الآلي ، مما يضع الأساس لنظام بيولوجي هجين يمكنه مراقبة إنتاجية المحاصيل والتنبؤ بها وتحسينها. سيقوم الباحثون بتطوير مصائد كاميرا للحشرات متينة ومنخفضة الطاقة ، واستخدام طائرات بدون طيار للتلقيح السريع وإنشاء نماذج نمو يمكن نقلها إلى المزارع عبر تطبيق عبر الإنترنت.
روبوتات التربة الجديدة والاستشعار من أجل التنميط الظاهري لجذور التربة لفعالية استخدام المياه: تارين باورلي ، أستاذ مشارك في كلية علوم النبات التكاملي (SIPS) ؛ روبرت شيبرد ، الأستاذ المساعد في مدرسة سيبلي للهندسة الميكانيكية والفضائية (MAE) ؛ مايك جور ، أستاذ ليبرتي هايد بيلي وأستاذ مشارك في التربية الجزيئية وعلم الوراثة في SIPS ؛ يوهانس ليمان ، أستاذ علوم التربة والمحاصيل في SIPS ؛ وأبراهام ستروك ، مدير ويليام سي هووي وجوردون إل ديبل ، أستاذ الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية. للوصول إلى معلومات في الوقت الفعلي حول توافر المياه وتدفقها في التربة حول جذور النباتات ، سيطور الباحثون استراتيجية استشعار وروبوت سباحة التربة لاستكشاف منطقة الجذر بشكل شبه ذاتي.
النماذج الحسابية المستندة إلى الميكروبيوم وأدوات دعم القرار للتنبؤ بفساد المنتجات الطازجة: السبانخ كنظام نموذجي: مارتن ويدمان ، أستاذ سلامة الأغذية في عائلة جيلرت ؛ وإيفانيك. سيطور الباحثون نموذجًا حسابيًا لتفاعلات الميكروبيوم والاضطرابات أثناء المعالجة والنقل والبيع بالتجزئة للتنبؤ بعمر السبانخ الطازج.
تشخيص الإجهاد السريع والآلي في بساتين التفاح: عويس خان ، أستاذ مشارك في SIPS في Cornell AgriTech ؛ سيرج بيلونجي ، أستاذ علوم الكمبيوتر في كورنيل تك ؛ ونوح سنافيلي ، الأستاذ المشارك في علوم الكمبيوتر في جامعة كورنيل تك. من خلال الجمع بين الخبرة في علم أمراض النبات والنمذجة الظاهرية ورؤية الكمبيوتر ، سيُنشئ الفريق مجموعات بيانات مشروحة من الخبراء لأمراض التفاح ، ويقود منافسة تحدي عالمية لإيجاد حلول جديدة لتصنيف الأمراض وتقديرها ، وتطوير نماذج الرؤية الحاسوبية للتمييز بدقة بين أعراض العديد. الأمراض ، وتطوير تطبيقات سهلة الاستخدام لدعم مزارعي التفاح.
زراعة الكربون: الجمع بين الذكاء الآلي والبيانات الضخمة ونماذج العمليات لدعم هذا القطاع الناشئ: Lehmann and Fengqi You ، أستاذ Roxanne E. and Michael J. Zak في هندسة أنظمة الطاقة في مدرسة سميث للهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية. يهدف هذا المشروع إلى تحسين التنبؤ الدقيق للكربون العضوي في التربة من خلال الجمع بين نمذجة عملية التربة والتعلم الآلي والتعلم العميق والبيانات الضخمة لإنشاء منصة لدفع السياسات القائمة على الأدلة والاستثمار في صحة التربة وتخفيف تغير المناخ.
منصة التنميط الظاهري عالية الدقة التي تستهدف الوظائف لاستنتاج العلاقات بين الجينات والوظائف في جذمور الميكروبيوم لتعزيز استخدام المغذيات النباتية: أبريل قو ، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية ؛ جيني كاو كنيفين ، أستاذة مساعدة في SIPS ؛ وكيليان وينبرجر ، أستاذ مشارك في علوم الكمبيوتر. سيقوم الباحثون بتطوير منصة تقنية مبتكرة للتنميط الجيني ، والتي ستمكنهم من بناء منشأة نمط ظاهري زراعي على مستوى عالمي في كورنيل ، من أجل اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة الجديدة التي تعود بالنفع على المحاصيل وتوصيفها.
أجهزة استشعار رقمية قابلة للتطوير للسماء والتربة: نهج إنترنت الأشياء لتحسين تنبؤات الطقس على مستوى المزرعة للحرارة الشديدة والجفاف وهطول الأمطار: توبي أولت ، الأستاذ المساعد لعلوم الأرض والغلاف الجوي ؛ وماكس زانغ ، أستاذ مشارك في MAE. باستخدام الإنترنت اللاسلكي الحالي للأشياء ، سيقوم الباحثون بمراقبة المتغيرات الرئيسية والتنبؤ بها للتنبؤ بالطقس القاسي على مستوى الولاية والمقاطعة والمزرعة لتزويد منتجي الأغذية بمجموعة أدوات للتنبؤ بالمخاطر.
تطوير نماذج تنبؤية للكشف الدقيق عن التهاب الضرع تحت السريري والسريري في أبقار الألبان التي يتم حلبها بأنظمة حلب آلية: ريك واترز ، مساعد ملحق أول في CVM ومدير المختبر الغربي لخدمات إنتاج الحليب عالية الجودة ؛ وكريستان ريد الأستاذ المساعد في علوم الحيوان. باستخدام بيانات مثل إنتاج الحليب ووقت الحلب والوقت بين زيارات الحلب ، سيطور الباحثون خوارزمية للتنبؤ بالتهاب الضرع في أبقار الألبان.
- ميلاني ليفكوويتز ، جامعة كورنيل
تلقت المشاريع التي تتراوح من روبوت لسباحة التربة يمكنه استشعار الظروف في منطقة الجذر في الوقت الفعلي إلى النماذج الحسابية التي يمكنها التنبؤ بفساد الإنتاج أموالًا أولية من صندوق الابتكار البحثي الجديد التابع لمبادرة كورنيل للزراعة الرقمية. أعلاه ، طائرة بدون طيار في مزرعة أبحاث موسغريف ، يتم نقلها إلى الميدان من قبل الطلاب في مختبر البروفيسور ميشيل جور. الصورة: أليسون أوسافاج