Het is een typisch cranberry-tafereel:dij-diep in een overstroomd moeras vol met miljoenen drijvende bessen, twee boeren roemen de verdiensten van producten gemaakt van scherp rood fruit.

Het grootste deel van het jaar, echter, het moeras is droog en de rijpende veenbessen klampen zich vast aan een dichte wirwar van houtachtig, laagblijvende wijnstokken.

Dat is het moment waarop mensen zoals Ben Tilberg veenbessen gaan tellen.

"Als we oogstschattingen maken, we plukken al het fruit in een vierkante meter gebied en dan tellen we de bessen met de hand, " zegt Tilberg, een Babcock, Wetenschapper uit Wisconsin bij de telerscoöperatie Ocean Spray Cranberries. "Er kunnen ergens tussen de 300 en 500 bessen per vierkante voet zijn, en we tellen honderden vierkanten per oogstjaar."

Het is een tijdrovende, moeizame onderneming, maar wel een die belangrijke informatie oplevert over alles, van de kwaliteit van de bessen tot de verwachte oogst. "We vriezen bijna de hele teelt in en cranberry's worden het hele jaar door verwerkt. ", zegt Tilberg. "We moeten niet alleen onze vriezercapaciteit meten, we willen er ook voor zorgen dat het beste fruit de vriezer in gaat."

In grote cranberry-producerende staten zoals Massachusetts en Wisconsin, dat is een groot probleem:met 21, 000 acres cranberrymoerassen in 20 provincies, Wisconsin is de grootste cranberryproducent van het land, groeit meer dan de helft van alle veenbessen ter wereld.

De pure arbeid die gepaard ging met het tellen van veenbessen op de ouderwetse manier, bracht Tilberg ertoe om een ​​efficiëntere, technologisch geavanceerde methode. Na het lezen van nieuwsberichten over beeldvormende technieken die worden gebruikt om regenwouden te bestuderen, hij nam contact op met de professoren elektriciteit en computertechniek van de University of Wisconsin-Madison, Susan Hagness en John Booske, met zijn idee.

"Het was een soort microgolfradarconcept dat hij voor ogen had, ' zegt Boske.

Het resultaat is een nieuw apparaat dat het telproces in wezen automatiseert - zonder bessen te hoeven plukken, en met het potentieel om een ​​nauwkeuriger beeld te schetsen van het gewas en de oogst als geheel.

Om het apparaat te maken, Hagness en Booske voerden haalbaarheidsstudies uit in hun laboratorium met elektro- en computertechnologie, afgestudeerde student Alex Haufler. De resultaten waren veelbelovend genoeg voor de onderzoekers om subsidies te krijgen van de Wisconsin Cranberry Board en Ocean Spray.

"De financiering heeft ons in staat gesteld een microgolf-gebaseerde cranberry-detectietechniek te ontwikkelen, ', zegt Hagness.

Het prototype van de eerste generatie van het team - een klein doosvormig apparaat dat boven een vierkante meter cranberrybed hangt - is gebaseerd op technologie die vergelijkbaar is met die welke wordt gebruikt in medische beeldvorming en weerradar.

"We zenden een microgolfsignaal uit dat wordt teruggekaatst vanaf het cranberrybed, en de sterkte van het gereflecteerde signaal geeft het aantal bessen in het bladerdak aan, ’, zegt Haufler.

In weerradar, zegt Haufler, de sterkte van het gereflecteerde signaal geeft aan hoeveel water zich in de wolken bevindt. Dat geldt voor veenbessen, ook.

"De veenbessen hebben een aanzienlijk watergehalte in vergelijking met de omringende stengels en bladeren, waardoor ze beter reageren op de microgolven, " hij zegt.

In de herfst, Haufler voegde zich bij Tilberg op percelen bij de Dubay Cranberry Co., van Junction City, Wisconsin, en de Remington Cranberry Co., van Neceda, Wisconsin, om een ​​voorronde van gegevensverzameling uit te voeren met behulp van het prototype-detectieapparaat. Gelegen in het hart van cranberryland in Centraal Wisconsin, beide boerderijen zijn lid van de coöperatie Ocean Spray.

Een aanzienlijk deel van het werk van Tilberg bestaat uit het rechtstreeks samenwerken met telers, van alles, van de beheersing van voedingsstoffen en plagen tot de kwantiteit en kwaliteit van het fruit. Hij zegt dat telers het apparaat gemakkelijk kunnen gebruiken om een ​​heel cranberrybed te scannen.

"Ze willen weten welke delen van hun bedden hogere of lagere opbrengsten opleveren, en waarom dat is, ", zegt Tilberg. "Het nauwkeurig in kaart brengen van het bed geeft ons een startpunt."

Ocean Spray heeft een langdurige onderzoeksrelatie met UW-Madison. Tilberg werkt ook nauw samen met cranberry-geneticus Juan Zalapa, een onderzoeksgeneticus van het Amerikaanse ministerie van landbouw en UW-Madison universitair hoofddocent tuinbouw, die ook hielp bij het informeren van de ontwikkeling van het cranberry-telapparaat. Het doel van Zalapa is om nieuwe cranberryrassen te ontwikkelen die een hogere opbrengst bieden; verbeterde kwaliteit, smaak en voedingswaarde; en een betere reactie op factoren zoals extreem weer, insecten en ziektedruk.

"We moeten kiezen uit duizenden en duizenden genotype klonen, ", zegt Zalapa. "We identificeren veelbelovende door het verzamelen van opbrengst- en kwaliteitsgegevens."

Het levende laboratorium van Zalapa bestaat uit honderden cranberry-percelen van 5 bij 5 meter, die allemaal jaarlijks een bemanning van 10 mensen nodig hebben, vele dagen - of zelfs weken - om met de hand te oogsten en fruit te tellen. Hij zegt dat de nieuwe technologie een enorme zegen kan zijn, niet alleen voor zijn onderzoek, maar voor de sector als geheel.

"Ik ben erg geïnteresseerd omdat dit een grote impact zal hebben op de ontwikkeling van nieuwe rassen, Zalapa zegt. "Cranberrytelers planten niet allemaal hetzelfde ras, maar er zijn veel keuzes en dit soort technologie kan telers helpen nieuwe variëteiten te adopteren of meerdere variëteiten te kiezen die duurzaam kunnen zijn en goed kunnen produceren in hun specifieke bedrijfsvoering. Het zou mijn werk echt veranderen en de industrie veranderen voor het voorspellen van de opbrengst."

Met behulp van de gegevens die hij in het najaar van 2017 heeft verzameld, Haufler optimaliseert nu de algoritmen die worden gebruikt om de gemeten microgolfsignalen om te zetten in schattingen van cranberry-aantallen en verbetert de technologie, zodat hij klaar is voor een nieuwe testronde in 2018.

Voor die fase is het team is van plan het apparaat aan een giek te bevestigen, of lange kabelbundel, die 80 voet uitsteekt over een cranberrybed.

"Als we deze microgolfdetectie-eenheid aan de giek kunnen bevestigen, we zouden kunnen stoppen op meerdere plekken in het bed en metingen kunnen doen, " zegt Tilberg. "We konden zoveel metingen doen als we wilden, en we zouden de opbrengst over het hele moeras nauwkeurig kunnen inschatten."

uiteindelijk, zegt Hagness, het doel is om de technologie direct in handen te geven van de mensen die er baat bij hebben.

"Ik denk dat er een mechanisme is om dit voor elke teler toegankelijk te maken, " ze zegt.