C'est du basilic. Vous connaissez probablement cette plante au goût et à l'odeur très inhabituels. Ou même essayé dans le cadre de salades ou de plats avec sauce au pesto. Mais les scientifiques du laboratoire de recherche anti-disciplinaire du Massachusetts Institute of Technology (MIT Media Lab) affirment qu'ils ont pu cultiver des arbustes de basilic, qui seront plus savoureux et plus aromatiques que tout ce que vous avez vu auparavant. Aucune expérience génétique n'a été réalisée. Les scientifiques ont utilisé des algorithmes informatiques pour simuler et recréer les conditions les plus confortables pour la culture du basilic. Autrement dit, les résultats ont été obtenus grâce à une combinaison de botanique, d'algorithmes de machine et de la bonne vieille chimie. Une excellente alternative à la modification génétique des cultures est des méthodes que tout le monde n'aime pas.
Comment c'était
Les employés d'OpenAg ont cultivé du basilic dans des fermes hydroponiques dans des conteneurs d'expédition spécialement équipés à Middleton, dans le Massachusetts. La température, la lumière, l'humidité et d'autres facteurs environnementaux à l'intérieur des conteneurs sont contrôlés par automatisation. Par conséquent, les conteneurs hydroponiques à l'intérieur du laboratoire sont simplement appelés «ordinateurs alimentaires».
Ces paramètres leur ont permis de modifier la durée d'éclairage et la durée d'exposition aux rayons ultraviolets. Une fois les plantes cultivées, les chercheurs ont évalué le goût du basilic en mesurant la concentration des composés volatils trouvés dans les feuilles en utilisant des méthodes traditionnelles de chimie analytique: chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse.
Toutes les informations provenant des expériences de l'usine ont ensuite été introduites dans des algorithmes d'apprentissage automatique développés par les équipes du MIT et de Cognizant (anciennement Sentient Technologies). Les algorithmes ont évalué des millions de combinaisons possibles de durée de lumière et d'ultraviolets et généré des ensembles de conditions qui maximiseraient le goût, y compris un régime de lumière du jour de 24 heures. L'étude a montré que l'effet de la lumière sur les plantes pendant 24 heures par jour fournit le meilleur goût et les qualités aromatiques du basilic.
Ne pensez pas, tout cela se termine en prouvant les avantages du mode d'éclairage 24 heures sur le goût et l'arôme du basilic. Les scientifiques étudient l'effet sur les plantes des changements d'autres facteurs environnementaux - température, humidité et couleur de la lumière, ainsi que les effets de l'ajout d'hormones végétales ou de nutriments. Par exemple, dans une expérience, les plantes sont exposées au chitosane, un polymère trouvé dans les coquilles d'insectes qui fait qu'une plante produit divers composés chimiques qui empêchent les attaques d'insectes.
Les scientifiques travaillent également à créer des plants de basilic avec une teneur plus élevée en composés qui peuvent aider à lutter contre le diabète et d'autres maladies complexes. Le basilic et d'autres plantes sont connus pour contenir des nutriments et des antioxydants précieux, ainsi que des composés qui aident à contrôler la glycémie. Et dans l'un de ses travaux scientifiques, le chef du groupe de recherche OpenAg, John de la Parra, a montré que ces composés peuvent être stimulés par l'évolution des conditions environnementales. Le travail d'amélioration du goût est donc tout à fait capable de conduire à la création d'un produit plus sain.
Les chercheurs souhaitent également utiliser leur approche pour augmenter le rendement des plantes médicinales. La pervenche de Madagascar, qui est la seule source de composés anticancéreux de vincristine et de vinblastine, est particulièrement intéressante.
Les idées modernes de l'agriculture numérique sont utilisées pour modifier systématiquement la composition chimique des plantes que nous mangeons en modifiant les conditions environnementales dans lesquelles les plantes sont cultivées. Cela montre que nous pouvons utiliser l'apprentissage automatique et des conditions bien contrôlées pour trouver des «zones douces», c'est-à-dire les conditions dans lesquelles un plan maximise le goût, le rendement et l'utilité des plantes.
L'idée d'utiliser l'apprentissage automatique pour optimiser les rendements des cultures et les propriétés des plantes gagne rapidement du terrain en agriculture. Et nous avons déjà écrit sur
certaines technologies agricoles , qui sont basées sur l'intelligence artificielle. Mais le principal obstacle au développement de toutes ces technologies est, curieusement, la faible interaction de l'information. Manque de données accessibles au public, normes de collecte de données pour l'échange de données - tout cela entrave le développement de la science.
Cependant, la technologie de serre intelligente est déjà utilisée dans certaines fermes commerciales, explique Naveen Single, qui dirige un groupe de spécialistes des cultures chez Bayer, une société allemande qui a acquis la société de biotechnologie Monsanto l'année dernière. «Le goût est un domaine dans lequel nous utilisons intensivement le machine learning», dit-il. Et il ajoute que l'apprentissage automatique est un outil puissant pour la culture en serre, mais moins utile pour les champs ouverts. Sur le terrain, les scientifiques cherchent toujours des moyens d'améliorer la qualité et la quantité de la récolte.
Adaptation au climat
Les chercheurs disent qu'une autre direction majeure du développement de la cyberagriculture est l'adaptation au changement climatique. Bien que cela prenne généralement des années, voire des décennies, pour étudier comment différentes conditions affecteront les cultures, de nombreuses expériences contrôlées peuvent être effectuées dans un environnement contrôlé pendant une courte période.
"Lorsque vous cultivez des choses sur le terrain, vous devez vous fier à la météo et à d'autres facteurs pour travailler ensemble, et vous devez attendre la prochaine saison de croissance. Avec des systèmes comme le nôtre, vous pouvez obtenir plus de données en peu de temps", explique de la Parra
L'équipe OpenAg mène actuellement l'une de ces recherches sur les noisettes pour le fabricant de bonbons Ferrero, qui consomme environ 25% de la production mondiale de noisettes.
Dans le cadre de leur mission pédagogique, les chercheurs ont également développé des «ordinateurs alimentaires» de petite taille - des boîtes pouvant être utilisées pour faire pousser des plantes dans un environnement contrôlé, tout en envoyant des données à l'équipe du MIT (
vidéo ). De tels
appareils sont utilisés par de nombreux élèves du secondaire et du secondaire aux États-Unis, et des militants de 65 pays les ont également reçus. Ils partagent leurs idées et leurs résultats sur un forum spécialisé.
«Pour nous, chaque boîte est une source de données que nous voulons vraiment étudier, mais c'est aussi une plate-forme d'expériences, un nouvel outil pour l'enseignement des sciences biologiques, de la programmation, de la chimie et des mathématiques», a déclaré Harper, directeur de recherche au MIT Media Lab et directeur d'OpenAg. .
Y a-t-il autre chose que des légumes verts et des noix?
Il y en a. Cloud4Y a déjà
parlé de bière. Et IBM, par exemple, a présenté Vkusobot - AI, qui a chargé les connaissances d'experts mondiaux dans le domaine de l'alimentation, des chefs et des dégustateurs. L'objectif des scientifiques est de créer une intelligence artificielle qui peut améliorer les assaisonnements, puis - développer de nouveaux goûts.
Vkusobot génère des combinaisons auxquelles les gens n'ont pas pensé. Nous sommes biaisés, nous avons des habitudes, des goûts et des arômes préférés. L'IA n'a pas ces préjugés, elle est donc prête pour des expériences. Comment ça se passe?
Saveur:
- déterminer quels ingrédients sont utilisés ensemble;
- trouvera interchangeable interchangeable;
- indiquer la forme souhaitée de l'ingrédient spécifique du produit (poudre, essence, céréale).
Si nous nous distrayons de la nourriture, nous pouvons citer la startup pharmaceutique Insilico Medicine et l'intelligence artificielle GENTRL créée par lui, qui ont
trouvé en 21 jours
six nouveaux composés pour lutter contre la fibrose et d'autres maladies. Cependant, cela est encore au niveau de la théorie - les méthodes de traitement trouvées doivent encore subir des tests complets.
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