En el ámbito de la investigación y exploración científica, la presentación e interpretación de datos complejos se ha basado tradicionalmente en gran medida en representaciones visuales. Sin embargo, con la llegada de técnicas innovadoras, el uso del sonido y la música para representar datos científicos y procesos biológicos se ha convertido en una herramienta poderosa.

Al aprovechar las funciones fundamentales que desempeñan la vista y el oído en la comunicación humana y nuestra comprensión del mundo que nos rodea, la utilización del sonido y la música no sólo ofrece una nueva perspectiva a los científicos sino que también proporciona una nueva forma de comunicar los hallazgos científicos a los estudiantes y a la comunidad. público en general. Además, sirve como una herramienta valiosa para quienes tienen discapacidad visual.

De comprender brillo de las estrellas y plegamiento de proteínas a descifrar química del agua del océano, esta herramienta ha sido fundamental para desentrañar una amplia gama de fenómenos científicos. Y ahora, sus aplicaciones se han ampliado para comunicar y compartir de forma eficaz conocimientos valiosos derivados de modelos de cultivos.

Los modelos de cultivos son herramientas informáticas sofisticadas que simulan y predicen el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos en diferentes condiciones ambientales. Integran varios parámetros, como datos climáticos, propiedades del suelo, características de los cultivos y prácticas de gestión, para proporcionar información valiosa sobre cómo responden los cultivos a diferentes factores estresantes.

Un nuevo artículo publicado en in silico Plantas presentes Nuevo software que representa visual y audiblemente simulaciones de cultivos en tiempo real..

La investigadora Simone Bregaglio y sus colegas del Consejo de Investigación y Economía Agrícola desarrollaron mandala, que es capaz de reproducir procesos fisiológicos de las plantas para comprender los efectos del estrés por frío, calor y sequía en el crecimiento y desarrollo de los cultivos.

Mandala presenta instrumentos de cuerda clásicos que tocan al unísono para transmitir información esencial como el nivel de producción, las funciones de estrés y la floración mientras suena un tambor para denotar el paso del tiempo. “La música se desarrolló de acuerdo al movimiento de los círculos semillas asignando una nota inicial diferente y un instrumento musical diferente para cada nivel de producción (potencial = C2, contrabajo; limitado por frío = E2, azul claro; limitado por sequía = G2, viola; calor limitado = C3, violín). Al comienzo de la temporada de crecimiento, las cuatro semillas comienzan a tocar acordes de tríada formados por tres notas más unísono (una fundamental, una tercera y una quinta). Cuando empiezan a crecer los diez círculos externos se agrandan y se alejan del círculo central en un movimiento de apertura y comienzan la progresión de la escala de acordes en una escala pentatónica (de C2+ a C4+). Decidimos utilizar la escala pentatónica porque las notas de la escala pentatónica son armoniosas en cualquier orden en que se toquen. Ocurre en muchas tradiciones musicales y, además, muchos músicos pasados ​​y contemporáneos de diferentes culturas han reconocido el poder emotivo y terapéutico de las escalas pentatónicas, enfatizando su idoneidad para transmitir la narrativa del estrés de las plantas. Además, el uso de instrumentos de cuerda clásicos tocando al unísono se alinea con la representación simbólica del ciclo de los cultivos y tiene la intención de presentar el mandala como un cuarteto de acordes”, explica Carriero.

También incluye arte visual para representar datos. Se utilizan cuatro colores para representar cuatro plantas: una planta no estresada y plantas sometidas a estrés por frío, calor o sequía. Las imágenes representan la fenología y funciones fisiológicas como el estrés, la fotosíntesis y la formación de rendimiento.

Mandala, El modelo de simulación de cultivos incorpora funciones estándar de la planta, como la utilización de grados día de crecimiento para pronosticar la tasa de desarrollo, la eficiencia de la interceptación y utilización de la luz y la sensibilidad a la temperatura y la sequía. Las simulaciones también se basan en datos ambientales como la luz, la temperatura y la humedad.

Utilizando esta información, el modelo simula procesos fisiológicos que abarcan la fenología, la fotosíntesis y la formación de rendimiento. Destaca en particular el impacto del estrés por frío, calor y sequía en el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Utilizando el modelo, los autores pudieron replicar datos de rendimiento existentes para maíz y trigo en múltiples ubicaciones durante un período de tres años.

La función  mandala El software se puede descargar gratuitamente desde Zenodo. Para utilizar el software, modificar el parche y editar los datos, los usuarios primero deben descargar el software gratuito. software vvvv. Los recursos personalizables incluyen el parche vvvv, los archivos de audio, el código fuente del modelo de cultivo con una aplicación de consola de muestra y un archivo R para analizar y visualizar los resultados del modelo.

Los usuarios pueden utilizar la interfaz gráfica para evaluar cómo la alteración de la duración de los ciclos de cultivo y otros factores cruciales afecta el rendimiento general. El propio código fuente también se puede personalizar. Por ejemplo, los usuarios pueden agregar cultivos adicionales y alterar elementos visuales y auditivos.  

Al combinar señales auditivas con representaciones visuales, mandala proporciona una experiencia única e inmersiva para comprender el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Este enfoque innovador mejora la comunicación científica y ofrece información valiosa sobre los efectos de los factores ambientales en el rendimiento de los cultivos.

LEE EL ARTÍCULO:

Simone Bregaglio, Giulia Carriero, Roberta Calone, Maddalena Romano, Sofia Bajocco, Reproducción de un modelo de simulación de cultivos utilizando símbolos y sonidos: el 'mandala», in silico Plantas, Volumen 6, Número 1, 2024, diad023, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diad023

La función  mandala El software se puede descargar gratuitamente en https://zenodo.org/records/10210150.