전 세계 커피의 대부분은 열대 지방에서 재배됩니다. 그러나 기후 변화로 인해 커피가 더 북쪽으로 재배될 수 있습니다(예: 플로리다).
그것이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해 플로리다 대학의 과학자들은 이미 게인즈빌의 메인 UF 캠퍼스에서 남쪽으로 약 30분 거리에 있는 UF/IFAS 식물 과학 연구 및 교육 부서에서 커피 식물을 재배하고 있습니다.
이 연구는 언젠가 Sunshine State에서 기원한 기쁨의 모닝 컵을 생산할 수 있습니다.
UF Herbert Wertheim College of Engineering과 UF/IFAS 간의 공동 작업인 이 프로젝트는 USDA 국립 식품 농업 연구소의 보조금으로 지원됩니다.
기후
“커피는 기후 변화로 인해 이미 큰 도전에 직면해 있는 세계적인 관심의 작물입니다. 현재 세계는 커피 식물의 뿌리, 구조 및 기후 변화 조건에서의 기능에 대해 거의 알지 못합니다. 뿌리는 이 과정의 핵심 포인트입니다.”라고 Rowland가 말했습니다.
그러나 뿌리는 연구하기 쉽지 않습니다. 뿌리가 지하에 있기 때문만은 아닙니다.
"살아 있는 뿌리를 연구하는 대부분의 방법은 궁극적으로 매우 인공적인 실험실 환경에서 뿌리를 파괴하거나 식물을 재배하는 것과 관련이 있습니다."라고 농업경제학과의 농생태학 조교수이자 커피 연구팀의 일원인 Chris Wilson이 말했습니다. 토양 및 수자원 과학부 부교수인 스테판 거버(Stefan Gerber)도 이 팀의 일원입니다.
커피가 현장에서 어떻게 자라는지 이해하기 위해 연구자들은 내부에 작은 카메라가 있는 투명한 플라스틱 튜브인 미니리조트론을 사용하고 있습니다. 장치는 식물과 함께 지하에 배치되어 뿌리의 이미지를 기록합니다.
미니리조트론은 너무 많은 정보를 수집하기 때문에 누군가가 모든 정보를 샅샅이 살펴보는 데는 매우 오랜 시간이 걸린다고 Rowland는 말했습니다.
초분광 이미징 시스템
이것이 UF/IFAS 과학자들이 공과대학의 Alina Zare 및 Sanjeev Koppal과 협력하여 인공 지능 및 기계 학습 기술을 적용하여 해당 프로세스를 개선하고 가속화하는 이유입니다.
Zare는 미니리조트론 이미지를 자동으로 처리하고 이해하는 인공 지능 접근 방식을 개발할 것입니다. Koppal은 현재의 미니리조트론 시스템에서 얻을 수 있는 것보다 뿌리와 주변 토양에 대한 더 많은 정보를 캡처하기 위해 새로운 컴퓨터 비전 기반 초분광 이미징 시스템을 개발할 것입니다.
이 프로젝트는 UF 연구원들이 플로리다의 농업 부문을 발전시키기 위해 인공 지능을 사용하는 방법의 한 예일 뿐입니다. 연구의 일환으로 Zare는 연구원들이 HiPerGator 3.0 슈퍼컴퓨터를 사용하여 미니리조트론의 데이터를 분석하기 위해 개발한 알고리즘을 테스트할 것이라고 말했습니다. HiPerGator 3.0은 Nvidia와 UF 간의 70천만 달러 파트너십의 일부이며 대학 전체에서 이러한 AI 기반 연구 프로젝트를 더 많이 이끌 것입니다.
“Minirhizotron 데이터 세트는 매우 크고 많은 이미지 처리가 필요하며 관련된 작은 조리개를 감안할 때 엄청난 측정 변동성을 내포하고 있습니다. 이러한 모든 문제는 머신 러닝 접근 방식으로 해결할 수 있습니다.”라고 Rowland가 말했습니다. "우리는 협업을 통해 개발 중인 현재 알고리즘이 미니리조트론 데이터에서 데이터 수집의 상당 부분을 자동화하고 가속화할 수 있을 것이라고 믿습니다."
감귤에 의해 보호
Minirhizotrons는 연구원들이 기존 감귤 나무 옆에 커피를 심은 UF/IFAS 식물 과학 연구 및 교육 부서에서 자라는 커피 식물에서 데이터를 수집할 것입니다.
“커피는 추위에 매우 민감하기 때문에 우리의 생각은 그것을 보호할 수 있는 다른 나무와 함께 재배하려고 하는 것이었습니다. 또한 감귤 숲에는 동결 방지 시스템이 설치되어 있어 커피도 보호할 수 있습니다.”라고 Rowland가 말했습니다.
연구진은 현재 실용적인 이유로 감귤류와 함께 커피를 재배하고 있지만 언젠가는 이 조합이 경제적으로 유리할 수 있다고 말했다.
“우리가 그것에 대해 더 많이 생각하면서, 우리는 또한 감귤류 재배자들이 고려할 수 있는 미래의 옵션인 플로리다의 가능한 작물 시스템으로서 감귤류와 커피의 조합을 탐구할 수 있었습니다. 이것은 다른 질문과 물류를 해결해야 하는 방법이지만 확실히 탐구할 가치가 있습니다.”라고 Wilson이 말했습니다.
연구자들은 커피 식물의 뿌리가 어떻게 작동하는지 조사하는 것 외에도 플로리다에서 재배한 커피 맛에 대해 궁금해합니다. 그들은 테스트 배치를 로스팅하고 양조할 계획입니다.
“우리 연구 그룹은 마이크로 배치 정밀 커피 로스터를 인수했습니다. 우리가 생산하는 커피 콩에 다양한 로스팅 방법을 시도하게 되어 매우 기쁩니다.”라고 Rowland가 말했습니다.
자세한 내용은 다음을 참조하십시오 :
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu