A Tokiói Egyetem és a Kubota Corporation kutatói olyan mesterséges intelligenciára épülő drónos technológiát fejlesztettek ki, amely képes megbecsülni a burgonya föld alatti gumóbiomasszáját és előre jelezni a várható terméshozamot anélkül, hogy a növényeket ki kellene ásni. Az új módszer a precíziós gazdálkodásban nyithat új lehetőségeket, hiszen a termelők a tenyészidőszak során folyamatosan követhetik az állomány fejlődését.
Drónok figyelik a burgonyatáblák fejlődését
A fejlesztés a Tokiói Egyetem Mezőgazdasági és Élettudományi Kara, valamint a Kubota Corporation együttműködésében valósult meg. A kutatók a technológiát a 2023-as és a 2024-es vegetációs időszakban tesztelték a Tokiói Egyetem nishi-tokiói kutatóállomásán. A rendszer speciálisan felszerelt drónokat alkalmaz, amelyek RGB- és multispektrális kamerákkal rendszeresen felvételeket készítenek a burgonyatáblákról a teljes növekedési időszak alatt.
A mesterséges intelligencia a növényállomány jellemzőit elemzi
A drónok által rögzített képekből a kutatók számos növényállományi jellemzőt határoznak meg. Ezek közé tartozik a növénytakaró aránya, a lombkorona magassága, valamint különböző szín- és vegetációs indexek, amelyek fontos információt szolgáltatnak a növények állapotáról.
Az így nyert adatokat összevetik a terepi mintavételek során meghatározott gumóbiomassza-értékekkel. Ezek alapján egy gépi tanulási modellt tanítanak be, amely később már kizárólag a drónfelvételek alapján képes megbecsülni a még be nem takarított területek föld alatti termésének mennyiségét.
Matematikai modell segíti a hozam előrejelzését
A mesterséges intelligencia által készített biomassza-becsléseket egy úgynevezett Gompertz-féle növekedési görbével egészítik ki. Ez az S-alakú matematikai modell széles körben alkalmazott módszer a biológiai növekedési folyamatok leírására.
A modell lehetővé teszi, hogy a kutatók a tenyészidőszak különböző szakaszaiban gyűjtött adatok alapján előre jelezzék a várható végső terméshozamot, figyelembe véve a növény fejlődésének ütemét.
_fitmax_750x750_0.jpg "burgonya")
A drónos technológia képes megbecsülni a burgonya föld alatti gumóbiomasszáját és előre jelezni a várható terméshozamot anélkül, hogy a növényeket ki kellene ásni – Fotó: Shutterstock
Biztató eredményeket hoztak a terepi kísérletek
A technológiát eltérő ültetési sűrűségek és különböző vetőburgonya-kezelések mellett is vizsgálták.
A kísérletek során a gumóbiomassza becslése 0,8 feletti korrelációs együtthatót mutatott a tényleges mérésekkel összehasonlítva. A Gompertz-modell segítségével készített végső terméshozam-előrejelzés szintén kedvező eredményt adott, amelynek korrelációs együtthatója meghaladta a 0,7-et.
Széles körű együttműködésben valósult meg a fejlesztés
A kutatás vezető szerzője Yuto Imachi doktori hallgató volt. A munkában részt vett Hiroyoshi Iwata professzor és Wei Guo docens, a Tokiói Egyetem kutatói, továbbá a Kubota Corporation Next-Generation Research részlegének szakemberei, Masahiro Okada, a Sarabetsu Prediction Co., Ltd. kutatója, valamint Pieter M. Blok, aki korábban a Tokiói Egyetem projektadjunktusaként dolgozott, jelenleg pedig az Eindhoveni Műszaki Egyetem munkatársa.
Más föld alatti termésű növényeknél is alkalmazható lehet
A kutatócsoport szerint a módszer nem kizárólag a burgonyatermesztésben hasznosítható.
A jövőben más, föld alatti termést fejlesztő kultúrák esetében is alkalmazható lehet, ami tovább bővítheti a drónos távérzékelés és a mesterséges intelligencia szerepét a precíziós mezőgazdaságban.
Az ilyen technológiák hozzájárulhatnak ahhoz, hogy a gazdálkodók pontosabb információk alapján hozzanak döntéseket a termesztés során, miközben csökkenhet a szükséges helyszíni mintavételek száma és javulhat a termésbecslések megbízhatósága.
Forrás: freshplaza.com
Indexkép: shutterstock.com
