Sebagian besar kopi dunia ditanam di daerah tropis. Namun, iklim yang berubah memungkinkan kopi tumbuh lebih jauh ke utara - misalnya, di Florida.
Untuk memahami cara kerjanya, para ilmuwan dari University of Florida telah menanam tanaman kopi di Unit Penelitian dan Pendidikan Ilmu Tanaman UF / IFAS, sekitar 30 menit di selatan kampus utama UF di Gainesville.
Penelitian ini suatu hari nanti dapat menghasilkan secangkir kegembiraan pagi yang berasal dari Sunshine State.
Kolaborasi antara Fakultas Teknik UF Herbert Wertheim dan UF / IFAS, proyek ini didanai oleh hibah dari Institut Pangan dan Pertanian Nasional USDA.
Iklim
“Kopi adalah tanaman kepentingan global yang sudah menghadapi tantangan besar akibat perubahan iklim. Saat ini, dunia sangat sedikit mengetahui tentang akar tanaman kopi, arsitektur dan fungsinya dalam kondisi perubahan iklim. Akar adalah poin kunci dalam proses ini, ”kata Rowland.
Namun, akar tidak mudah dipelajari - dan bukan hanya karena mereka berada di bawah tanah.
“Kebanyakan metode untuk mempelajari akar hidup pada akhirnya melibatkan penghancuran akar atau menumbuhkan tanaman di lingkungan laboratorium yang sangat buatan,” kata Chris Wilson, asisten profesor agroekologi di departemen agronomi, dan anggota tim peneliti kopi. Stefan Gerber, profesor madya di departemen ilmu tanah dan air, juga merupakan bagian dari tim ini.
Untuk memahami bagaimana kopi tumbuh di lapangan, para peneliti menggunakan minirhizotron, tabung plastik bening dengan kamera kecil di dalamnya. Perangkat ditempatkan di bawah tanah di samping tanaman untuk merekam gambar akarnya.
Minirhizotron mengumpulkan begitu banyak informasi sehingga akan membutuhkan waktu yang sangat lama bagi seseorang untuk menyaring semuanya, kata Rowland.
Sistem pencitraan hiperspektral
Itulah mengapa para ilmuwan UF / IFAS bekerja sama dengan Alina Zare dan Sanjeev Koppal di Fakultas Teknik untuk menerapkan kecerdasan buatan dan teknologi pembelajaran mesin untuk meningkatkan dan mempercepat proses tersebut.
Zare akan mengembangkan pendekatan kecerdasan buatan untuk memproses dan memahami citra minirhizotron secara otomatis. Koppal akan mengembangkan sistem pencitraan hiperspektral berbasis visi komputer untuk menangkap lebih banyak informasi tentang akar dan tanah di sekitarnya daripada yang dapat diperoleh dari sistem minirhizotron saat ini.
Proyek ini hanyalah salah satu contoh bagaimana peneliti UF menggunakan kecerdasan buatan untuk memajukan sektor pertanian Florida. Sebagai bagian dari studi tersebut, Zare mengatakan para peneliti akan menggunakan superkomputer HiPerGator 3.0 untuk menguji algoritma yang mereka kembangkan untuk menganalisis data dari minirhizotron. HiPerGator 3.0 adalah bagian dari kemitraan senilai $ 70 juta antara Nvidia dan UF dan akan menghasilkan lebih banyak proyek penelitian berbasis AI di seluruh universitas.
“Set data Minirhizotron sangat besar, membutuhkan banyak pemrosesan gambar, dan penuh dengan variabilitas pengukuran yang luar biasa mengingat lubang kecil yang terlibat. Semua masalah ini sesuai dengan pendekatan pembelajaran mesin, ”kata Rowland. “Kami yakin bahwa algoritme saat ini yang sedang dikembangkan oleh kolaborasi kami akan dapat mengotomatiskan dan mempercepat sebagian besar pengumpulan data dari data minirhizotron.”
Dilindungi oleh jeruk
Minirhizotron akan mengumpulkan data dari tanaman kopi yang tumbuh di Unit Pendidikan dan Penelitian Ilmu Tanaman UF / IFAS, di mana para peneliti telah menanam kopi di samping pohon jeruk yang ada.
“Kopi sangat peka terhadap dingin, jadi pikiran kami adalah mencoba menanamnya dengan pohon lain yang bisa menaungi. Selain itu, di kebun jeruk sudah terpasang sistem pelindung beku, sehingga bisa juga melindungi kopi, ”kata Rowland.
Sementara para peneliti menanam kopi bersama jeruk untuk alasan praktis saat ini, kombinasi tersebut suatu hari nanti bisa menguntungkan secara ekonomi, kata mereka.
“Saat kami memikirkannya lebih dalam, kami juga dapat mengeksplorasi kombinasi jeruk dan kopi sebagai sistem tanam yang memungkinkan di Florida - mungkin pilihan masa depan yang mungkin dipertimbangkan oleh para penanam jeruk. Ini adalah jalan keluar - pertanyaan dan logistik yang berbeda harus diselesaikan - tetapi pasti perlu ditelusuri, ”kata Wilson.
Selain menyelidiki bagaimana kinerja akar tanaman kopi mereka, para peneliti juga ingin tahu tentang bagaimana rasa kopi yang ditanam di Florida. Mereka berencana memanggang dan menyeduh batch uji.
“Grup riset kami telah memperoleh mesin roaster kopi presisi mikro-batch. Kami sangat bersemangat untuk mencoba berbagai metode pemanggangan pada biji kopi yang kami produksi, ”kata Rowland.
Untuk informasi lebih lanjut:
UF / IFAS
www.ifas.ufl.edu