Valutare l'architettura delle radici con radar e intelligenza artificiale

06 ago 2024
590

Gli alberi sono fondamentali per fornire cibo, materie prime e ossigeno, sequestrando al contempo diossido di carbonio dall’atmosfera. Pertanto, ottimizzare la gestione degli alberi è essenziale per potenziare questi benefici.

Lo studio condotto da ricercatori dell’università del Michigan (USA) introduce un approccio innovativo per l'analisi dei sistemi radicali degli alberi utilizzando il “radar a penetrazione del suolo” (ground penetrating radar, GPR) combinato con l'intelligenza artificiale (IA) per ricostruire l'estensione spaziale tridimensionale (3D) e la distribuzione delle radici in alberi di ciliegio acido (amarena).

In Michigan viene coltivato il 75% delle amarene degli Stati Uniti, e questa ricerca evidenzia i benefici economici e per la salute di questi alberi, inclusi il loro alto contenuto di antiossidanti.

Lo studio ha analizzato le radici di alberi di due frutteti in piena produzione nel Michigan, utilizzando un'antenna GPR da 800 MHz. Le immagini risultanti sono state elaborate con algoritmi di intelligenza artificiale (IA) per estrarre i pattern delle radici, un'applicazione innovativa in questo campo.

Per validare le capacità del GPR da 800 MHz nel rilevare le dimensioni delle radici, è stato eseguito un esperimento controllato e non distruttivo in condizioni simili a quelle dei ciliegi acidi. Questo passaggio di validazione è fondamentale per il processo di interpretazione delle immagini e ricostruire accuratamente la geometria delle radici.

Immagine 1.

La ricerca ha confrontato l'estensione delle radici con la dimensione della chioma, utilizzando immagini da veicoli aerei senza pilota (UAV). Questo ha mostrato che l'estensione laterale delle radici superava la dimensione della chioma. Inoltre, è stato condotto un esperimento coinvolgendo 112 proxy di radici per costruire un modello predittivo del peso delle radici.

Utilizzando algoritmi di apprendimento automatico (machine learning), il modello ha raggiunto un'alta precisione, con un errore percentuale di peso di circa il 5%. I risultati dimostrano che un insieme di metodi non invasivi e integrati può determinare in modo efficiente la distribuzione delle radici e potenzialmente stimarne il peso.

In conclusione, lo studio ha integrato con successo GPR e IA per valutare l'architettura delle radici degli alberi in modo non invasivo. Gli algoritmi di IA hanno significativamente migliorato l'interpretazione dei dati GPR, portando a ricostruzioni 3D accurate dei sistemi radicali.

Questo approccio offre uno strumento promettente per ottimizzare la gestione e la crescita degli alberi, per fornire servizi ecosistemici migliori e per migliorare la produttività. Inoltre, comprendere la relazione spaziale tra radici e chiome degli alberi può migliorare le pratiche agricole e aumentare la nostra conoscenza delle dinamiche del carbonio. Le metodologie sviluppate in questo studio forniscono una base per ricerche e applicazioni future nell'analisi e gestione delle radici degli alberi.

Fonte: Basso, B., Salako, J., Kendall, A., & Millar, N. (2024). Assessing Tree Root Distributions Using Ground Penetrating Radar (Gpr) and Artificial Intelligence. Available at SSRN 4829515. Pre-print, under peer-review. dx.doi.org/10.2139/ssrn.4829515.
Immagine: Good Fruit Grower

Andrea Giovannini
Università di Bologna (IT)


Cherry Times - Tutti i diritti riservati

Potrebbe interessarti anche

I produttori cileni chiedono di attivare il consumo interno puntando sulla vecchia varietà di ciliegie Corazón de Paloma

Tipicità

07 gen 2025

I coltivatori hanno dato il via ad una campagna senza precedenti che mira a mettere in risalto il valore nutrizionale e identitario della ciliegia Corazón de Paloma, una varietà che non viene scelta per l'esportazione, ma per il consumo domestico delle famiglie Ñuble.

Sviluppo di nuove varietà di ciliegio dolce presso il Julius Kühn-Institut di Dresda-Pillnitz

Breeding Varietà

30 nov 2023

Sono già state rilasciate sette nuove cultivar: Narana, Swing® PiSue 192, Habunt, Areko, Polka, Aria® PiSue 161 e PiSue 177. Diciannove nuovi promettenti cloni di riproduzione sono attualmente in fase di test multi-sito e circa 100 cloni sono in fase di valutazione II.

In evidenza

Ciliegie 2025: il Cile pensa oltre la Cina per l’export

Mercati

03 apr 2025

La stagione delle ciliegie cilene 2024/25 ha registrato un record di esportazioni, ma ha anche mostrato le difficoltà sul mercato cinese. Scopri come il Cile sta esplorando nuovi mercati, con opportunità in Stati Uniti, Asia e Latinoamerica per rilanciare l’export.

Rilevazione precoce delle infestazioni da Drosophila suzukii: un approccio innovativo

Post-raccolta​

03 apr 2025

Scopri come la spettrofotometria permette la rilevazione precoce di Drosophila suzukii nei frutti, riducendo danni e perdite economiche. Uno studio in Italia e UK propone un metodo innovativo per le ciliegie dolci, con algoritmi avanzati per un'analisi rapida e non distruttiva.

Tag Popolari