增加红薯价值的GRIP4PSI项目
朝到生长的甜点帕托特州，北卡罗来纳州是一个超级明星，而不是未来三个州。
北卡罗来纳州立大学(NC State)的一个跨学科研究团队正在启动一个雄心勃勃的三年项目，该项目将利用人工智能让红薯更加有利可图。
该团队将与红薯生产商和加州als的研究站对成千上万的红薯进行成像，然后计算它们的形状和质量特征。
由Cranos威廉姆斯是，NC州电气和计算机工程系的研究员，然后团队将把所有图像数据与一系列其他信息组合。甘薯粉剂何时何地种植？他们是如何施肥的？天气有什么样的？然后，研究人员可以使用先进的机器学习算法来确定哪些因素影响甘薯大小和形状。最终目标是增加甘薯的百分比，即美国农业部1年级，因此对种植者的最有利可图。
威廉姆斯表示:“我们的第一步是从利益相关者开始的，我们关注于理解他们的价值，并确定可以提高他们盈利能力的事情。”“通过了解我们的利益相关者的价值，我们可以为种植者、生产者和分销商如何优化他们的流程提供投入，以潜在地减少畸形甘薯的发生。这将转化为减少浪费和增加价值。”
和格里格他是基因工程与社会中心的高级研究员，是科学与社会交叉领域的专家，尤其关注新兴技术。她将领导与利益相关者共同努力安德斯Huseth他是昆虫学和植物病理学学系的研究员和推广专家。
团队,包括迈克Boyette生物和农业工程的教授菲利普·莫里斯公司,已经确定了相当多的不同的因素,可能影响地瓜形状和大小和整体价值,但他们需要利用大数据和机器学习的力量能够把隐喻小麦从谷壳。
该项目是北卡罗来纳州立大学选择的四个跨学科项目之一研究和创新办公室获得种子基金，以应对世界农业组织确定的全球农业面临的挑战北卡罗莱纳植物科学计划(北卡罗来纳州PSI)。
测量甘薯
博耶特花了几十年的时间来提高北卡罗来纳州红薯产业的价值，包括控制存储设施、增值产品和测量红薯的形状和大小。
波耶特已经确定了相当多的不同因素，可能会影响红薯的形状。这些因素包括生长关键阶段的降水水平、施肥类型和施肥时间、种植甘薯的品种和土壤类型。
波耶特说:“我们从轶事证据中得知，所有这些因素都对红薯的形状产生了影响。”“你把所有这些因素都放在了一起，但你如何把它们整理出来?”你怎么知道你需要做什么来最大化红薯的价值?唯一的办法就是测量从地里长出来的红薯。”
波耶特和他的暑期实习生和研究生们，已经从事这项工作20年了，从卡尺开始，然后转向激光扫描仪。他说，要测量足够多的红薯来进行统计分析，既繁琐又耗时。
技术已经发展到这样的程度，最先进的包装工人使用光学扫描仪来分类他们的红薯。博耶特补充说，这些分类器一小时可以扫描10万个红薯，每分钟产生8到10千兆字节的数据。
现在的挑战是收集所有这些通常被丢弃的数据，并对其进行分析。这正是威廉姆斯和其他大数据、数据分析和数据隐私专家发挥作用的地方。这个团队包括娜塔莉纳尔逊，生物与农业工程系研究员;埃德加Lobaton，电子及计算机工程系研究员;kemafor ogan.是计算机科学系的研究员;和亚历山德拉Scafuro是计算机科学系的研究员。
博耶特说:“我们很幸运能够组建起这样一个团队。”“我们有非常擅长传感器和扫描的人。我们有非常擅长大数据管理和分析的人。最终我们将共同努力提高北卡罗来纳州红薯的价值。”
大数据的挑战
威廉姆斯也认为，收集、管理和分析目前最先进的分类器产生的所有数据是一个巨大的挑战。
这还没有考虑到一个新系统将产生的数据量这个新系统也能够测量害虫内部的损害和腐烂这个系统将由由迈克Kudenov是电气和计算机工程系的另一个研究员，作为项目的一部分。
Williams说:“我们预见到的最大挑战之一，也是我们试图尽早解决的问题，就是管理所有的数据。”“这些分类器产生了大量数据，我们不仅要确定收集数据的方式，还要有效地存储和管理数据。除此之外，我们还需要收集和管理外部数据，比如种植、收获日期和施肥信息。”
该团队正在与两家公司合作，协助这项挑战，SAS和Into Life Sciences。情景应用程序是一家位于北卡罗来纳州卡里的分析软件公司，拥有长期的伙伴关系与数控状态。SAS拥有许多数据分析和数据建模工具，以及相当丰富的数据分析经验。威廉姆斯说，Intero Life Sciences是一家位于教堂山的生物信息公司，在开发管理大型异构数据集的平台方面经验丰富，这些数据类似于该项目将产生的数据。
威廉姆斯表示:“我们期待与他们合作，并获得他们的投入，以找到建立项目所需平台的最佳方式。”作为回报，我们的行业合作伙伴将有机会评估他们的解决方案如何应用于与农业利益相关者直接相关的问题。通常情况下，这些行业合作伙伴拥有经验和工具，但他们缺乏NC State与利益相关者之间的关系。”
此外，该团队还与斯科特农场(Scott Farms)合作，这是威尔逊县的一个第六代家庭农场，种植了超过3000英亩的红薯NC SweetPotato委托．
与Scott Farms的合作将帮助团队开发决策支持平台，并建立概念验证，以展示该平台对北卡罗来纳州红薯种植者的影响。与NC甘薯委员会的伙伴关系提供了一种有效的方式，传播这样一个平台的价值，以增加美国农业部一级甘薯的生产，以整个行业。
该项目的另一个方面是为学生提供实践培训，让他们用大数据解决农业方面的挑战。丹妮拉·琼斯他是生物与农业工程系的一名研究人员，负责农业数据科学证书项目。今年夏天，三名本科生将开始远程参与这个项目。
Williams表示:“我们的劳动力培训工作的一个重要部分是让新学员接触SAS等公司，并为进一步将传感器开发和数据分析集成到农业问题提供机会。”“对我们来说，重要的是要确保我们可以利用这个GRIP4PSI项目作为一种机制，培训下一代研究人员能够解决这样的问题，甚至更复杂的问题。”
该跨学科项目由GRIP4PSI种子基金项目资助，该项目基于北卡罗来纳州研究和创新办公室2016年的资助改变游戏规则的研究激励计划(控制)。这个新项目由研究和创新办公室与8所北卡罗来纳州立大学和办公室合作领导。GRIP4PSI旨在支持有远见的想法，在植物科学，将导致大规模的资金，有意义的影响，未来的研究和一流的跨学科研究生教育和培训。
我们的跨学科研究提供现实世界的解决方案。
这篇文章是出版农业与生命科学学院新闻。
