Dans le domaine de la recherche et de l’exploration scientifiques, la présentation et l’interprétation de données complexes s’appuient traditionnellement largement sur des représentations visuelles. Cependant, avec l’avènement de techniques innovantes, l’utilisation du son et de la musique pour représenter des données scientifiques et des processus biologiques est devenue un outil puissant.

En tirant parti des rôles essentiels que jouent la vue et l'ouïe dans la communication humaine et dans notre compréhension du monde qui nous entoure, l'utilisation du son et de la musique offre non seulement une nouvelle perspective aux scientifiques, mais offre également une nouvelle façon de communiquer les découvertes scientifiques aux étudiants et aux grand public. De plus, il constitue un outil précieux pour les personnes malvoyantes.

De la compréhension luminosité des étoiles et repliement des protéines déchiffrer chimie de l'eau des océans, cet outil a joué un rôle déterminant dans la découverte d’un large éventail de phénomènes scientifiques. Et maintenant, ses applications se sont étendues à la communication et au partage efficaces d’informations précieuses dérivées des modèles de cultures.

Les modèles de cultures sont des outils informatiques sophistiqués qui simulent et prédisent la croissance, le développement et le rendement des cultures dans différentes conditions environnementales. Ils intègrent divers paramètres tels que les données climatiques, les propriétés du sol, les caractéristiques des cultures et les pratiques de gestion pour fournir des informations précieuses sur la façon dont les cultures réagissent aux différents facteurs de stress.

Un nouveau document publié en in silico Plantes présentes nouveau logiciel qui représente visuellement et sonorement des simulations de cultures en temps réel.

La chercheuse Simone Bregaglio et ses collègues du Council for Agricultural Research and Economics ont développé mandala, capable de reproduire les processus physiologiques des plantes pour comprendre les effets du stress du froid, de la chaleur et de la sécheresse sur la croissance et le développement des cultures.

Mandala présente des instruments à cordes classiques jouant à l'unisson pour transmettre des informations essentielles telles que le niveau de production, les fonctions de stress et la floraison tandis qu'un tambour bat pour indiquer le passage du temps. « La musique a été développée selon le mouvement des cercles de graines attribuant une note de départ différente et un instrument de musique différent pour chaque niveau de production (potentiel = C2, contrebasse ; limité à froid = E2, bleu clair ; limité à la sécheresse = G2, alto ; chaleur limitée = C3, violon). Au début de la saison de croissance, les quatre graines commencent à jouer des accords triades composés de trois notes plus l'unisson (une fondamentale, une tierce et une quinte). Lorsqu'ils commencent à grandir, les dix cercles externes s'agrandissent et s'écartent du cercle central dans un mouvement d'ouverture et commencent la progression de la gamme d'accords dans une gamme pentatonique (de C2 + à C4+). Nous avons décidé d'utiliser la gamme pentatonique car les notes de la gamme pentatonique sont harmonieuses quel que soit l'ordre dans lequel elles sont jouées. Cela se produit dans de nombreuses traditions musicales et en outre, de nombreux musiciens passés et contemporains de différentes cultures ont reconnu le pouvoir émotif et thérapeutique des gammes pentatoniques, soulignant leur aptitude à transmettre le récit du stress des plantes. De plus, l'utilisation d'instruments à cordes classiques jouant à l'unisson s'aligne sur la représentation symbolique du cycle des cultures et a l'intention de présenter le mandala comme un quatuor d'accords », explique Carriero.

Il comprend également des arts visuels pour représenter les données. Quatre couleurs sont utilisées pour représenter quatre plantes : une plante non stressée et des plantes soumises au stress du froid, de la chaleur ou de la sécheresse. Les visuels représentent la phénologie et les fonctions physiologiques telles que le stress, la photosynthèse et la formation du rendement.

Mandala's Le modèle de simulation de culture intègre des fonctions végétales standard telles que l'utilisation des degrés-jours de croissance pour prévoir le taux de développement, l'efficacité de l'interception et de l'utilisation de la lumière et la sensibilité à la température et à la sécheresse. Les simulations s'appuient également sur des intrants environnementaux tels que la lumière, la température et l'humidité.

À l’aide de ces informations, le modèle simule les processus physiologiques englobant la phénologie, la photosynthèse et la formation du rendement. Il met particulièrement en évidence l’impact du froid, de la chaleur et de la sécheresse sur la croissance et le développement des cultures. Grâce à ce modèle, les auteurs ont pu reproduire les données de rendement existantes pour le maïs et le blé sur plusieurs sites sur une période de trois ans.

Le mandala le logiciel est téléchargeable gratuitement sur Zénodo. Pour utiliser le logiciel, modifier le correctif et éditer les données, les utilisateurs doivent d'abord télécharger le logiciel gratuit logiciel vvvv. Les ressources personnalisables incluent le patch vvvv, les fichiers audio, le code source du modèle de culture avec un exemple d'application console et un fichier R pour analyser et visualiser les résultats du modèle.

Les utilisateurs peuvent utiliser l'interface graphique pour évaluer dans quelle mesure la modification de la durée des cycles de culture et d'autres facteurs cruciaux affecte le rendement global. Le code source lui-même peut également être personnalisé. Par exemple, les utilisateurs peuvent ajouter des recadrages supplémentaires et modifier des éléments visuels et auditifs.  

En combinant des signaux auditifs avec des représentations visuelles, mandala offre une expérience unique et immersive pour comprendre la croissance et le développement des cultures. Cette approche innovante améliore la communication scientifique et offre des informations précieuses sur les effets des facteurs environnementaux sur les rendements des cultures.

LIRE L'ARTICLE:

Simone Bregaglio, Giulia Carriero, Roberta Calone, Maddalena Romano, Sofia Bajocco, Jouer un modèle de simulation de culture à l'aide de symboles et de sons : le 'mandala», in silico Plantes, Volume 6, Numéro 1, 2024, diad023, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diad023

Le mandala le logiciel est téléchargeable gratuitement sur https://zenodo.org/records/10210150.