È una scena di mirtillo rosso per antonomasia:fino alle cosce in una palude allagata piena di milioni di bacche galleggianti, due contadini esaltano i pregi dei prodotti a base di crostata di frutti rossi.

La maggior parte dell'anno, però, la palude è secca e i mirtilli rossi maturi si aggrappano a un fitto groviglio di legno, viti a bassa crescita.

È allora che persone come Ben Tilberg iniziano a contare i mirtilli.

"Quando facciamo le stime del raccolto, raccogliamo tutta la frutta in un'area di un metro quadrato e poi contiamo a mano le bacche, "dice Tilberg, un Babcock, Scienziato del Wisconsin con la cooperativa di coltivatori Ocean Spray Cranberries. "Potrebbero esserci da 300 a 500 bacche per piede quadrato, e contiamo centinaia di quadrati ogni anno di raccolto."

è una cosa che richiede tempo, sforzo laborioso, ma che fornisce informazioni importanti su tutto, dalla qualità delle bacche al raccolto previsto. "Congeliamo quasi l'intero raccolto e i mirtilli vengono lavorati durante tutto l'anno, " dice Tilberg. "Non solo abbiamo bisogno di misurare la nostra capacità del congelatore, vogliamo anche assicurarci che la frutta migliore vada nel congelatore".

Nei grandi stati produttori di mirtilli come il Massachusetts e il Wisconsin, questo è un grosso problema:con 21, 000 acri di paludi di mirtilli rossi in 20 contee, Il Wisconsin è il principale produttore di mirtilli rossi della nazione, cresce più della metà di tutti i mirtilli rossi nel mondo.

Il semplice lavoro necessario per contare i mirtilli alla vecchia maniera ha spinto Tilberg a perseguire un metodo più efficiente, metodo tecnologicamente avanzato. Dopo aver letto le notizie sulle tecniche di imaging utilizzate per studiare le foreste pluviali, ha contattato i professori di ingegneria elettrica e informatica dell'Università del Wisconsin-Madison Susan Hagness e John Booske con la sua idea.

"Era una specie di concetto di radar a microonde che stava immaginando, "dice Booske.

Il risultato è un nuovo dispositivo che automatizza essenzialmente il processo di conteggio, senza dover raccogliere bacche, e con la possibilità di dipingere un quadro più accurato del raccolto e del raccolto nel suo insieme.

Per creare il dispositivo, Hagness e Booske hanno condotto studi di fattibilità nel loro laboratorio con lo studente laureato in ingegneria elettrica e informatica Alex Haufler. I risultati sono stati abbastanza promettenti da consentire ai ricercatori di ottenere sovvenzioni dal Wisconsin Cranberry Board e dall'Ocean Spray.

"Il finanziamento ci ha permesso di sviluppare una tecnica di rilevamento del mirtillo rosso a microonde, "dice Hagness.

Il prototipo di prima generazione del team, un piccolo dispositivo a forma di scatola sospeso sopra una sezione quadrata di un letto di mirtilli rossi, si basa su una tecnologia simile a quella utilizzata nell'imaging medico e nel radar meteorologico.

"Trasmettiamo un segnale a microonde che viene riflesso dal letto di mirtilli rossi, e la forza del segnale riflesso indica il numero di bacche all'interno della chioma, " dice Haufler.

Nel radar meteorologico, dice Haufler, l'intensità del segnale riflesso indica quanta acqua è contenuta all'interno delle nuvole. Questo vale per i mirtilli rossi, anche.

"I mirtilli hanno un contenuto d'acqua significativo rispetto agli steli e alle foglie circostanti, rendendoli più reattivi alle microonde, " lui dice.

In autunno, Haufler si unì a Tilberg in appezzamenti presso la Dubay Cranberry Co., di Junction City, Wisconsin, e la Remington Cranberry Co., di Necedah, Wisconsin, per condurre un giro preliminare di raccolta dati utilizzando il dispositivo di rilevamento prototipo. Situato nel cuore del paese dei mirtilli rossi nel Wisconsin centrale, entrambi gli allevamenti sono membri della cooperativa Ocean Spray.

Una parte sostanziale del lavoro di Tilberg è lavorare direttamente con i coltivatori su tutto, dalla gestione dei nutrienti e dei parassiti alla quantità e qualità della frutta. Dice che i coltivatori sarebbero in grado di utilizzare facilmente il dispositivo per scansionare un intero letto di mirtilli rossi.

"Vogliono sapere quali aree dei loro letti producono rese maggiori o minori, e perché è così, " dice Tilberg. "La mappatura accurata del letto ci dà un punto di partenza."

Ocean Spray ha un rapporto di ricerca di lunga data con UW-Madison. Tilberg collabora anche strettamente con il genetista del mirtillo rosso Juan Zalapa, un genetista di ricerca del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti e professore associato di orticoltura all'UW-Madison che ha anche contribuito a informare lo sviluppo del dispositivo per il conteggio dei mirtilli. L'obiettivo di Zalapa è sviluppare nuove varietà di mirtilli rossi che offrano una maggiore resa; qualità migliorata, gusto e contenuto nutrizionale; e una migliore risposta a fattori quali condizioni meteorologiche estreme, insetti e pressione delle malattie.

"Dobbiamo selezionare tra migliaia e migliaia di cloni di genotipi, ", afferma Zalapa. "Identifichiamo quelli promettenti raccogliendo dati sulla resa e sulla qualità".

Il laboratorio vivente di Zalapa è costituito da centinaia di appezzamenti di mirtilli di 5x5 piedi, tutto ciò richiede annualmente un equipaggio di 10 persone per molti giorni, o addirittura settimane, per la raccolta manuale e il conteggio della frutta. Dice che la nuova tecnologia potrebbe essere un enorme vantaggio non solo per la sua ricerca, ma per l'intero settore.

"Sono molto interessato perché questo avrà un grande impatto sullo sviluppo di nuove varietà, " dice Zalapa. "I coltivatori di mirtilli non piantano tutti la stessa varietà, ma ci sono molte scelte e questo tipo di tecnologia può aiutare i coltivatori ad adottare nuove varietà o scegliere più varietà che possono essere sostenibili e produrre bene nella loro particolare operazione. Cambierebbe davvero il mio lavoro e cambierebbe il settore ai fini della previsione del rendimento".

Utilizzando i dati raccolti nell'autunno 2017, Haufler ora sta ottimizzando gli algoritmi utilizzati per convertire i segnali a microonde misurati in stime dei numeri di mirtilli rossi e migliorando la tecnologia in modo che sia pronta per un altro ciclo di test nel 2018.

Per quella fase, il team sta pianificando di collegare il dispositivo a un boom, o lunga trave cablata, che si estende per 80 piedi su un letto di mirtilli rossi.

"Se possiamo collegare questa unità di rilevamento a microonde al braccio, saremmo in grado di fermarci in più aree del letto e prendere le misure, " dice Tilberg. "Potevamo prendere tutte le misurazioni che volevamo, e saremmo in grado di stimare con precisione la resa in tutta la palude".

In definitiva, dice Hagness, l'obiettivo è trasferire la tecnologia direttamente nelle mani delle persone che ne trarranno beneficio.

"Penso che ci sia un meccanismo lungo la strada affinché questo sia accessibile a qualsiasi coltivatore, " lei dice.