Nuovo software per nuovi sensori
Un gruppo di ricerca interdisciplinare ha sviluppato un nuovo software per monitorare la salute delle piante. A dire il vero, qualcosa di simile esisteva già, ma i ricercatori del Dipartimento di Ingegneria elettrica e informatica, del Dipartimento di Biochimica molecolare e strutturale e del Dipartimento di Entomologia e Patologia vegetale della North Carolina State University a Raleigh (Stati Uniti) hanno fatto un ulteriore passo avanti.
L’abbagliamento della luce solare disorienta i sensori
Molte ricerche si concentrano sullo sviluppo di nuove varietà vegetali in grado di resistere tanto alla siccità quanto al caldo estremo. In questi casi, l’uso dei sensori permette di valutare la salute delle piante dal colore delle foglie.
Tuttavia, quando dal laboratorio si passa al campo aperto, l’abbagliamento della luce solare può disorientare i sensori e quindi influenzare la loro sensibilità. In queste condizioni la valutazione del colore delle foglie potrebbe non essere così precisa.
I ricercatori della North Carolina State University hanno provato a sviluppare un software più semplice che fosse comunque in grado di considerare anche l’effetto abbagliamento dovuto alla luce solare e quindi la diversa valutazione del colore delle foglie.
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Il nuovo software si basa sulla polarizzazione
L’idea alla base del nuovo software è la polarizzazione. Per capirne il funzionamento si può fare un esempio molto semplice: in una giornata molto luminosa, la luce abbagliante del sole impedisce di vedere sotto la superficie dell’acqua.
Se indossiamo degli occhiali da sole polarizzati, il bagliore scompare e si riesce a vedere sotto la superficie dell’acqua.
In pratica, il software sviluppato dai ricercatori si comporta come un paio di occhiali da sole polarizzati particolarmente dinamici, ovvero in grado di catturare il colore delle foglie indipendentemente dal riflesso della luce solare.
Grazie al nuovo software, quando i sensori scattano una foto della foglia sono in grado sia di catturarne il calore che di misurare la polarizzazione della lunghezza d’onda della luce.
Si riduce il margine di errore
I ricercatori hanno confrontato le immagini delle foglie (di cui già conoscevano il colore corretto) scattate con e senza il nuovo software per accertarne la validità: il risultato è stato più che soddisfacente. In caso di forte abbagliamento, il nuovo software ha ridotto il margine di errore di dieci volte; una differenza che diminuisce in caso di scarso abbagliamento.
Il gruppo di ricerca ha testato il nuovo software con una fotocamera a polarizzazione iperspettrale a grandezza naturale. Il prossimo passo è valutarne il comportamento in presenza di colture diverse, con l’obiettivo di fornire agli agricoltori uno strumento piccolo ed economico che sia anche facile da usare.
L’articolo Mitigating Illumination-, Leaf-, and View-Angle Dependencies in Hyperspectral Imaging Using Polarimetry è pubblicato ad accesso aperto dalla rivista “Plant Phenomenics”.