A causa del grande consumo di acqua in agricoltura, molte comunità californiane non hanno più acqua corrente, e il crollo delle falde acquifere ha fatto sprofondare strade ed edifici di diversi metri. Il professore di ingegneria elettrica e informatica della Purdue University, David Ebert, sta utilizzando i dati raccolti dai siti agricoli per rispondere a questi problemi.

Con questi dati, i ricercatori stanno lavorando per creare un software che semplifichi le complesse relazioni tra agricoltura e scarsità di risorse. Questo software sarà su un desktop o un dispositivo mobile per l'uso sul campo e renderebbe più facile per gli agricoltori prendere decisioni che promuovano soluzioni a lungo termine ai problemi della scarsità d'acqua in agricoltura; si chiama sistema decisionale collaborativo uomo-computer.

"Stiamo cercando di aiutare i coltivatori a ottenere informazioni utilizzabili per migliorare le loro pratiche per la sostenibilità sia economica che ecologica, " Dice Ebert. "Stiamo cercando di prendere un mare di dati e trasformarli in decisioni che le persone devono prendere in modo che possano migliorare, decisioni più efficaci».

Il team spera di raggiungere i propri obiettivi collaborando con i coltivatori di colture che vivono tutto l'anno, note come colture perenni. Le colture perenni comuni includono l'uva, mele, banane, asparagi e mandorle. I ricercatori discuteranno con i coltivatori quali problemi stanno riscontrando con la scarsità d'acqua, quindi affronteranno i problemi con varie pratiche commerciali e modelli di commercializzazione. Infine, il team prenderà i dati presenti e in sospeso da questi coltivatori e altri partner e li trasformerà in informazioni utilizzabili per i produttori agricoli e altri decisori.

Parco Scoperta, un parco di ricerca a Purdue specializzato nella ricerca interdisciplinare, sta finanziando il progetto attraverso la Big Idea Challenge, un programma che fornisce risorse a team interdisciplinari con ricerca innovativa.

Quando si tratta di ottimizzare le risorse in agricoltura, la mancanza di acqua era un punto di partenza naturale per Ebert e il suo team. Secondo Eberto, L'80% del consumo idrico della California va all'agricoltura, e solo una riduzione dello 0,6 per cento di questo utilizzo agricolo soddisferebbe il fabbisogno idrico di Los Angeles per un anno.

"È davvero una competizione di risorse, "dice Jao Surakitbanharn, un analista di ricerca di Purdue che lavora al progetto. "Anche il più piccolo risparmio idrico ha un impatto enorme."

La ricerca si concentra su colture perenni come uva e noci perché quelle colture "sono ambienti decisionali ancora più complicati. Non si inizia con una tabula rasa ogni anno, "dice Ebert

Inoltre, Ebert nota che il dado, le colture di vino e uva contribuiscono all'economia degli Stati Uniti con un valore di mercato finale di oltre 250 miliardi di dollari. Perciò, una riduzione dell'acqua disponibile potrebbe avere impatti economici negativi per quanto riguarda la produzione di questi prodotti, compresa la perdita del lavoro e la distruzione della comunità.

"Inseguendo le noci, uva e uva da vino, si tratta di colture dove il valore del raccolto è molto alto, quindi l'impatto che possiamo avere può essere facilmente trasformato in un aumento del profitto, "dice Eberto.

L'approccio di Ebert deriva dalla comprensione di come i dati e la tecnologia possono essere trasformati in informazioni che aiutano le persone a prendere decisioni migliori. Per fare questo, la sua squadra dovrà combinare la scienza delle piante, suolo, idrologia così come i driver di mercato per le colture. Quindi combineranno i dati, modelli e pratiche commerciali per ottenere una soluzione per affrontare tutto questo. Ebert prevede quindi di applicare i risultati da una piccola scala a una grande scala. Il team spiegherà le proprie scoperte e il proprio approccio ai coltivatori locali, consentendo loro di cambiare le loro pratiche e di elaborare politiche a sostegno di queste pratiche.

Il team sta concentrando la maggior parte della sua ricerca sugli Stati Uniti occidentali perché quell'area ha i maggiori problemi di siccità. Uno dei partner del team è Robert Biale Vineyards a Napa, California. Bob Biale, uno dei fondatori della vigna, afferma che il lavoro del team ha portato la gestione del vigneto a un altro livello.

"Grazie a David e alla conoscenza della sua squadra di un vigneto in lavorazione, questo sistema ha fatto la differenza per noi ed è un ottimo strumento in quanto ci dà la sicurezza in più di cui abbiamo bisogno per raggiungere i nostri obiettivi di produzione, " lui dice.

I ricercatori stanno anche collaborando con Huber's Orchard, Cantina e vigneti a Borden, Indiana. Cantine e frutteti in zone come l'Indiana hanno spesso il problema della troppa acqua, ma la tecnologia decisionale potrebbe ancora essere applicabile.

La collaborazione con i coltivatori è essenziale per questo progetto; essere in grado di raccogliere dati dalla fonte e comprendere i problemi a livello operativo è molto utile per i ricercatori. Perciò, i partner del team includono coltivatori di uva, l'Almond Board of California e i proprietari di vigneti.

"Siamo lì per ascoltarli riguardo al loro problema e aiutarli ad affrontarlo, " dice Surakitbanharn.

Ebert e il suo team hanno anche potuto incontrare varie università statali della California che hanno collegamenti o esperienza nell'irrigazione, agricoltura e gestione aziendale vitivinicola.

La ricerca interdisciplinare è una componente chiave della ricerca, quindi il team è composto da esperti in politica, scienza del suolo, scienza delle piante, scienza del cibo, tecnologia di rilevamento, Ingegneria ambientale, analisi dei dati e attività agricola.

L'obiettivo principale del team è ottimizzare le risorse. Vogliono soluzioni a lungo termine ai problemi causati dalla scarsità, sottolineando l'importanza di non sprecare risorse.

"Meno sprechi le cose perché sai quale sarà l'impatto, meglio è sia ecologicamente che economicamente, "dice Eberto.

Attraverso il finanziamento della Big Idea Challenge, il team ha già potuto visitare la California per parlare con i coltivatori dei problemi che affliggono la produzione agricola e per esaminare i dati dei sensori esistenti.

"Senza il finanziamento della Grande Idea, non saremmo stati in grado di fare queste connessioni per espandere la nostra ricerca", afferma Surakitbanharn.

L'obiettivo finale dei ricercatori è sviluppare un sistema decisionale collaborativo umano-computer per i coltivatori per aiutarli a prendere decisioni migliori riguardo alle loro pratiche agricole. Il sistema decisionale sarà un'interfaccia grafica che consentirà agli utenti di visualizzare e analizzare facilmente le informazioni. Il sistema sarà un modo fluido e naturale per fornire ai coltivatori le informazioni di cui hanno bisogno e anche inserire il loro feedback nel sistema, che raffinerà l'analisi per un ulteriore utilizzo.