SELEZIONE RAPIDA CON L’AI

Diciamo subito che IA non potrà mai sostituite l’occhio del creatore varietale, lo può invece assistere convenientemente. Gli potrà far risparmiare tempo nella creazione e rendere molto meno aleatoria le scelte.  L’IA deve essere guidata dall’esperienza umana e alimentata da dati di qualità. Senza questi, è impossibile sviluppare modelli robusti. Nei tempi passati, per creare una varietà di specie erbacea occorrevano tra i 10 ed i 12 anni, ma senza essere sicuri del successo commerciale, perché le valutazioni agronomiche erano troppo limitate. Paradossalmente di una varietà si scoprivano gli atout o i punti deboli (più i secondi che i primi), ma solo dopo averla creata. Grazie all’IA, i selezionatori possono analizzare migliaia di dati in pochi secondi, un’operazione che prima avrebbe richiesto anni e migliaia di persone.

Differenza significativa

L’IA fa una differenza significativa anche negli impianti di produzione di sementi. In ogni fase di selezione, telecamere, rilevatori e luci a infrarossi sono posizionati per identificare eventuali anomalie. I semi che non soddisfano i criteri desiderati in termini di colore, dimensione o forma vengono rimossi dalla linea di confezionamento. Queste fasi, senza l’aiuto di questi strumenti all’avanguardia, non potrebbero essere così precise. Ogni risultato delle prove in campo viene ora contestualizzato dall’IA: le prestazioni di una varietà non vengono più semplicemente osservate, ma spiegate e previste in base alla località, all’annata, alla micro-parcella e al patrimonio genetico della pianta. Uno dei grandi vantaggi dell’intelligenza artificiale è la possibilità di partire da una pianta desiderata e determinare quali incroci effettuare per realizzarla (resa, resistenza alle malattie, qualità dell’olio o del grano).

Addirittura, alcuni laboratori stanno anche lavorando su modelli computerizzati che simulano la crescita delle piante in base al loro genoma e all’ambiente.  Tutto può essere previsto grazie alla raggiunta conoscenza del genoma e alla potenza di calcolo dell’IA. Questo approccio ribalta il metodo tradizionale: invece di creare migliaia di varietà e selezionare le migliori, ora possiamo simulare piante virtuali e pianificarne con precisione lo sviluppo. La gamma di possibilità si amplia e il tempo necessario per la creazione di varietà si riduce considerevolmente.

L’AI va oltre i modelli genetici

L’intelligenza artificiale non si limita ai modelli genetici. Gioca un ruolo importante anche nell’osservazione diretta delle piante. Droni, sensori LiDAR, trappole gialle per il rilevamento degli insetti: tutti questi strumenti utilizzano algoritmi per misurare la biomassa, monitorare lo stato di salute delle colture e caratterizzare l’ambiente. Essi aumentano enormemente la quantità di dati raccolti e consentono di perfezionare ulteriormente i modelli e ottimizzare la selezione varietale. Intendiamoci bene: l’intelligenza artificiale non crea dati; può solo prevedere ciò che ha appreso e che noi gli abbiamo fornito. La qualità delle informazioni e la sicurezza dei dati sono essenziali per garantire affidabilità e riservatezza, nonché per preservare il vantaggio competitivo di un’azienda. L’IA può essere un valido strumento di valutazione accelerata dei test di qualità delle sementi (germinabilità e vigore vegetativo).

Molti dei caratteri agronomici importanti sono retti da una serie di geni ad effetto additivo e non da un solo gene; questo è un handicap anche per gli algoritmi dell’IA, dal momento che risulta molto più difficile prevedere il fenotipo che ne scaturirà; ecco che allora viene in aiuto la metodologia Crispr che può dirci, silenziando o potenziando quegli alleli, l’effetto più preciso prodotto da ciascuno. Possiamo cioè creare piante “cavie” per studiarle. La ricerca sviluppa anche delle tecniche di spiegazione e visualizzazione delle decisioni prese dai modelli di IA ed in questo modo si vengono a conoscere le potenzialità dell’IA. Ci sono ora modelli ricavati tramite l’IA che predicono le rese delle coltivazioni di grano in presenza di differenti scenari climatici e quindi consentono di indirizzare la ricerca verso varietà che si comporteranno più resilientemente.

Una risorsa per la scienza

L’IA può aiutarci a meglio utilizzare i fattori di produzione, indicandoci le combinazioni ottimali e i momenti ottimali per intervenire. Abbiamo un enorme patrimonio varietale dismesso, perché non individuare quelle che meglio si adattano ad ambienti particolari del terzo mondo e regalare questo materiale per farlo da loro riprodurre ed utilizzarlo senza nessun gravame? D’accordo sarà qualcosa di non aggiornato, ma lo è per noi, mentre per loro si tratterà sempre di un salto di qualità. Tuttavia continuando queste modifiche climatiche, tutto il materiale varietale fino ad ora utilizzato con successo deve essere riadeguato, non vi è specie coltivata che sfugga a questa impellente esigenza, i metodi passati non sono adeguati a dare una risposta in tempi consoni alle esigenze.

Oggi abbiamo anche esigenze che non possiamo più negligere come quella di ricorrere all’IA e alle biotecnologie; chi le aborrisce ha solo una visione di retroguardia. La genetica italiana è pronta alla sfida? NO!!! Non possediamo più un germoplasma adeguato perché la nostra creazione varietale è finita 50 anni fa e più. Di conseguenza non abbiamo neppure i dati da fornire agli algoritmi dell’IA perché ci aiuti. Dipendiamo da tempo dalla creazione varietale estera, ma questa non risponderà mai a tutte le nostre esigenze; pertanto, siamo destinati a divenire ancora più tributari.

Autore: Alberto Guidorzi, già rappresentante per l’Italia di Florimond Desprez

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