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QuickSpot

Plant pathogens deep learning to improve agriculture decision making

Ritorna in Progetti e Materiali

Autori: Luca Bertoli, Alice Negri, Davide Melegari - IS E. Fermi, Mantova


QuickSpot ha come obbiettivo la creazione di una metodologia per aumentare la velocità di

indagine di microrganismi fungini aerotrasportati, in ambienti indoor e outdoor, riducendo così i

tempi di applicazione richiesti per il processo di riconoscimento. Questo è reso possibile grazie alle

moderne tecniche di sampling aerobiologico e attraverso le tecniche di pattern recognition, basate

su rete neurale. L’utilizzo di queste tecniche, combinate fra loro, permette l’automazione

dell’intero processo e la riduzione delle tempistiche legate al riconoscimento e analisi.

Per poter addestrare la rete neurale al riconoscimento è necessario che questa sia istruita con una

libreria di immagini raffiguranti il microrganismo patogeno in questione. Il primo microrganismo

patogeno indagato da QuickSpot, su base della sua pericolosità e presenza in ambito agricolo e

sanitario, è il fungo Alternaria alternata.


La metodologia si compone dei seguenti passaggi. In primo luogo, un sistema costituito da sensori

rileva le condizioni atmosferiche (temperatura e umidità). Se tali condizioni favoriscono la crescita

di agenti patogeni, l'operatore viene istruito a campionare l'aria nell'ambiente circostante. In

secondo luogo, il prodotto di questo campionamento viene poi analizzato in un laboratorio con un

microscopio ottico. In terzo luogo, le immagini acquisite vengono analizzate da un sistema di

riconoscimento basato sulle reti neurali e sull'apprendimento profondo. 


A questo scopo, abbiamo costruito una scatola sterile personalizzata per generare librerie su cui viene addestrata la rete neurale. In quarto luogo, la rete neurale informa gli operatori sul campo della presenza di agenti patogeni pericolosi, permettendo loro di organizzare piani operativi diretti con pesticidi e/o controlli preventivi ricorrenti. Tale innovazione faciliterà gli addetti su campo nel decidere

eventuali attività di prevenzione, al fine di evitare danni causati dagli agenti fungini aerotrasportati.


Rinoscimenti ricevuti:

  • partecipazione alla Regeneron ISEF 2021 (virtuale)

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