Nod prosiect Miscanthus AI (partneriaeth ymchwil rhwng prifysgolion Aberystwyth, Lincoln a Southampton) yw asesu a all deallusrwydd artiffisial helpu i fridio planhigion. Mae hyn yn amrywio o fesur cnydau yn y cae yn awtomatig i ddynwared penderfyniadau bridiwr planhigion medrus iawn.
Gyda chynnydd cyflym mewn technoleg synwyryddion, mae gwyddonwyr yn edrych ar ffenomeg fel ffordd o ragweld cenedlaethau'r dyfodol o blanhigion yn llawer cyflymach na dulliau traddodiadol. Gallai hyn hyd yn oed ddisodli genomeg oherwydd yn hytrach na defnyddio DNA, mae'r dechnoleg yn mesur nodweddion penodol planhigion. Mae hyn yn cynnwys delweddu is-goch agos sy'n gallu rhagweld cyfansoddiad cemegol a genetig planhigion mewn ffordd sy’n llai ymwthiol na thechnegau blaenorol.
Gyda bygythiad newid yn yr hinsawdd a'r heriau y bydd ffermwyr yn eu hwynebu, mae cyflymu'r broses bridio planhigion yn allweddol i wella perfformiad cnydau yn unol ag amodau amgylcheddol sy’n newid. Bydd defnyddio technoleg ragfynegol AI yn chwarae rhan bwysig yn hyn. Wrth i farchnadoedd newid, mae creu amrywogaethau gwydn newydd yn gyflym yn cyfrannu i ryw raddau at wella diogelwch bwyd.
Pa gyfarpar sy'n cael ei ddefnyddio o fewn prosiect Miscanthus AI?
Cyn datblygu dysgu peirianyddol ar gyfer tasgau gwneud penderfyniadau mewn bridio planhigion, mae angen dadansoddi a mesur y cnydau dan sylw yn gyntaf. Ar gyfer Miscanthus, mae uchder y cnwd yn pennu'r cynnyrch uwchben y ddaear a dyna’r hyn y mae'r ffermwr yn chwilio amdano wrth dyfu cnwd biomas.
Yn draddodiadol, roedd mesur Miscanthus yn cael ei wneud gan ddefnyddio pren mesur hir iawn, gan ei fod yn gallu tyfu hyd at 4 metr bob blwyddyn. Mae hyn yn llafurus iawn, ac yn cymryd cryn dipyn o amser, gyda'r potensial ar gyfer llawer iawn o wallau oherwydd yr anallu i weld pen y planhigyn o lefel y ddaear.
Ym mhrosiect Miscanthus AI, mae dronau yn cael eu defnyddio i fesur twf y cnydau. Mae'r dronau yn cael eu hedfan uwchben y cae gyda synhwyrydd ynghlwm sy'n mesur uchder y Miscanthus.
Yr offer
Drôn DJI Matrice 300 RTK
Synhwyrydd LiDAR Zenmuse L1
Camera MicaSense RedEdge
Mae llwybr hedfan wedi'i bennu ymlaen llaw yn cael ei blotio gan ddefnyddio rhyngwyneb map. Mae hyn yn sicrhau bod y drôn yn dilyn yr un llwybr bob tro y caiff ei hedfan dros y plotiau, ac mae'n golygu bod y gwahanol ddelweddau a gaiff eu creu ar wahanol bwyntiau amser yn 100% tebyg i'w gilydd.
Gall y drôn gario naill ai’r synhwyrydd neu'r camera ar unrhyw un adeg. Wrth iddo hedfan dros y Miscanthus gyda'r synhwyrydd LiDAR ar uchder o 15 metr, mae'r laser yn cael ei danio i lawr ac mae'r amser y mae'n ei gymryd i'r laser ddychwelyd i'r synhwyrydd yn pennu uchder y planhigyn. Mae'r pwyntiau data hyn yn creu'r hyn a elwir yn gwmwl pwyntiau. Mae'r agwedd ‘Real-Time Kinematic’ (RTK) ar y drôn yn rhoi darlleniad GPS cywir iawn, gan blotio safle o fewn ychydig gentimedrau. Mae'r camera yn tynnu lluniau bob ychydig o fetrau wrth iddo hedfan dros y plotiau.
Allbynnau sy’n cael eu creu
Yr allbwn sy’n cael ei greu yw model 3D lliw llawn o'r llystyfiant. Mae'r holl bwyntiau data a lluniau yn cael eu cyfuno, gyda'r delweddau’n cael eu gosod ar ben y cwmwl pwyntiau i greu cynrychiolaeth 3D fwy cywir.
Bob tro mae'r drôn yn cael ei hedfan i gasglu data (unwaith y mis), casglir data dibynadwy hefyd at ddibenion cymharu. Mae deg planhigyn yn cael eu torri, caiff eu hyd ei fesur, cofnodir lliw a nifer eu dail, a chyfrifir eu biomas i ddilysu'r broses.
Defnyddio dronau i gasglu'r holl wybodaeth hon yw'r cam cyntaf o ran awtomeiddio'r broses bridio planhigion. Y gobaith yw y bydd cymwysiadau yn y dyfodol yn cynnwys "llygad bridiwr" a gynhyrchir gan gyfrifiadur i ddewis rhiant-blanhigion ar gyfer y genhedlaeth nesaf.
Mae'r data a gesglir trwy brosiect Miscanthus AI yn dilyn y planhigion o’r adeg maent yn ymddangos yr holl ffordd i’w heneiddiad. Bydd y set ddata gynhwysfawr hon ar gael i'r cyhoedd ar ddiwedd y prosiect ac mae’n gwella ein dealltwriaeth o fiomas Miscanthus. Y gobaith yw hefyd y bydd y prosiect yn darparu sail i archwilio pa nodweddion ffenotypig eraill y gellir eu hechdynnu o'r data.
Meysydd eraill lle caiff technoleg dronau ei defnyddio ym maes gwyddor planhigion
Mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Aberystwyth yn cydweithio â'r rhai yn Scion yn Seland Newydd. Mae Scion wedi datblygu offeryn dysgu dwfn i'w ddefnyddio mewn coedwigaeth a thu hwnt. Maen nhw wedi ei alw'n Forest Insights. Mae hyn yn cynnwys defnyddio LiDAR a delweddau lloeren i ganfod y rhywogaethau o goed mewn coedwigoedd masnachol, eu hoedran, eu maint a'u hiechyd. Mae hyn yn awtomeiddio'r hyn sydd fel arall yn
broses lafurddwys a ddefnyddir wrth fapio coedwigoedd. Mae'n helpu cwmnïau i reoli eu stocrestrau ac i wneud penderfyniadau strategol ar gyfer y gadwyn gyflenwi pren.
Mae Scion hefyd yn defnyddio'r dechnoleg i adnabod clefydau planhigion posibl yn Seland Newydd. Mae llwydni’r myrtwydd yn bygwth myrtwydd; un rhywogaeth arbennig o werthfawr yw'r pōhutukawa eiconig. Gall y llwydni ledaenu'n hawdd os na chymerir camau’n gyflym i’w atal. Gall technoleg Scion nid yn unig adnabod y myrtwydd a'r coed sydd mewn perygl, ond mae'r dechnoleg synhwyro o bell yn canfod coed heintiedig ddiwrnod cyn i symptomau corfforol gael eu gweld gan y llygad noeth. Er enghraifft, gellir gweld gwres a gollir o ddail sydd wedi'u difrodi ar gamerâu delweddu thermol.
Mae dod â'r holl dechnoleg hon at ei gilydd a defnyddio dronau i hedfan dros rannau helaeth o goetir yn allweddol i wella'r diwydiant coedwigaeth yn Seland Newydd a, gobeithio, mewn rhannau eraill o'r byd.