Inteligencia Artificial (IA) como tecnología complementaria a la Teledetección (RS) agrícola en la enseñanza de la fisiología vegetal

Ali Ahmad – Universidad de Granada - 0000-0001-5530-7374Shab E Noor – Universidad de Granada - 0000-0003-0345-4692Pedro Cartujo Cassinello – Universidad de Granada - 0000-0001-6072-3137Vanessa Martos Núñez – Universidad de Granada - 0000-0001-6442-7968Recepción: 28.10.2022 | Aceptado: 31.10.2022Correspondencia a través de ORCID: Ali Ahmad - 0000-0001-5530-7374Financiación: This work was supported by the projects: “VIRTUOUS” funded from the European Union’s Horizon 2020 Project H2020-MSCA-RISE-2019. Ref. 872181, “SUSTAINABLE” funded from the European Union’s Horizon 2020 Project H2020-MSCA-RISE-2020. Ref. 101007702, and the “Project of Excellence” from FEDER (Fondo Europeo de Desarrollo Regional)- Junta de Andalucía 2018. Ref. P18-H0-4700.Área o categoría del conocimiento: Fisiología Vegetal – DocenciaAbstract: Agriculture is facing several challenges such as climate change, drought, and loss of fertile land, which could compromise global food safety and security. In this scenario, integration of novel technologies into agriculture could be the possible solution to address these concerns. There are several modern technology tools that can be integrated into agriculture for this purpose. Agricultural remote sensing (RS) technology, being one of the promising tools, has long been used for agriculture, but its potential has not been explored fully. RS involves monitoring and analysis of various crop growth parameters generating huge datasets. But management and interpretation of RS generated data is a complex and costly process. Therefore, artificial intelligence (AI), another promising tool of 5th industrial era, could be used to complement agricultural RS technology to improve data processing and generating visualizing results. Machine learning, a subset of AI, methods have been efficiently employed for disease detection, yield predictions, and biomass estimations. Yet, there remains a huge possibility to develop crop growth and yield simulations, and machine training models from the freely available satellite data. Hence, indicating and instilling this knowledge into young students would result in the novel initiatives in agricultural plant physiology, since most of the parameters analyzed through RS are physiological.Resumen: La agricultura se enfrenta a varios retos, como el cambio climático, la sequía y la pérdida de tierras fértiles, que podrían comprometer la seguridad alimentaria mundial. En este escenario, la integración de tecnologías novedosas en la agricultura podría ser la posible solución para hacer frente a estos problemas. Existen varias herramientas tecnológicas modernas que pueden integrarse en la agricultura con este fin. La tecnología de teledetección agrícola (RS), que es una de las herramientas más prometedoras, se utiliza desde hace tiempo en la agricultura, pero su potencial no se ha explorado plenamente. La teledetección implica el seguimiento y el análisis de diversos parámetros de crecimiento de los cultivos, lo que genera enormes conjuntos de datos. Pero la gestión e interpretación de los datos generados por la RS es un proceso complejo y costoso. Por lo tanto, la inteligencia artificial (IA), otra herramienta prometedora de la quinta era industrial, podría utilizarse para complementar la tecnología de RS agrícola con el fin de mejorar el procesamiento de los datos y generar resultados de visualización. Los métodos de aprendizaje automático, un subconjunto de la IA, se han empleado eficazmente para la detección de enfermedades, la predicción del rendimiento y la estimación de la biomasa. Sin embargo, sigue existiendo una enorme posibilidad de desarrollar simulaciones de crecimiento y rendimiento de los cultivos, así como modelos de entrenamiento de máquinas a partir de los datos satelitales disponibles de forma gratuita. Por lo tanto, indicar e inculcar estos conocimientos a los jóvenes estudiantes daría lugar a iniciativas novedosas en la fisiología de las plantas agrícolas, ya que la mayoría de los parámetros analizados mediante RS son fisiológicos.Universidad de GranadaEuropean Union’s Horizon 2020 Project H2020-MSCA-RISE-2019. Ref. 872181European Union’s Horizon 2020 Project H2020-MSCA-RISE-2020. Ref. 101007702“Project of Excellence” from FEDER (Fondo Europeo de Desarrollo Regional)- Junta de Andalucía 2018. Ref. P18-H0-470

Ensuring Agricultural Sustainability through Remote Sensing in the Era of Agriculture 5.0

This work was supported by the projects: "VIRTUOUS" funded by the European Union's Horizon 2020 Project H2020-MSCA-RISE-2019. Ref. 872181, "SUSTAINABLE" funded by the European Union's Horizon 2020 Project H2020-MSCA-RISE-2020. Ref. 101007702 and the "Project of Excellence" from Junta de Andalucia 2020. Ref. P18-H0-4700. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.Timely and reliable information about crop management, production, and yield is considered of great utility by stakeholders (e.g., national and international authorities, farmers, commercial units, etc.) to ensure food safety and security. By 2050, according to Food and Agriculture Organization (FAO) estimates, around 70% more production of agricultural products will be needed to fulfil the demands of the world population. Likewise, to meet the Sustainable Development Goals (SDGs), especially the second goal of “zero hunger”, potential technologies like remote sensing (RS) need to be efficiently integrated into agriculture. The application of RS is indispensable today for a highly productive and sustainable agriculture. Therefore, the present study draws a general overview of RS technology with a special focus on the principal platforms of this technology, i.e., satellites and remotely piloted aircrafts (RPAs), and the sensors used, in relation to the 5th industrial revolution. Nevertheless, since 1957, RS technology has found applications, through the use of satellite imagery, in agriculture, which was later enriched by the incorporation of remotely piloted aircrafts (RPAs), which is further pushing the boundaries of proficiency through the upgrading of sensors capable of higher spectral, spatial, and temporal resolutions. More prominently, wireless sensor technologies (WST) have streamlined real time information acquisition and programming for respective measures. Improved algorithms and sensors can, not only add significant value to crop data acquisition, but can also devise simulations on yield, harvesting and irrigation periods, metrological data, etc., by making use of cloud computing. The RS technology generates huge sets of data that necessitate the incorporation of artificial intelligence (AI) and big data to extract useful products, thereby augmenting the adeptness and efficiency of agriculture to ensure its sustainability. These technologies have made the orientation of current research towards the estimation of plant physiological traits rather than the structural parameters possible. Futuristic approaches for benefiting from these cutting-edge technologies are discussed in this study. This study can be helpful for researchers, academics, and young students aspiring to play a role in the achievement of sustainable agriculture.European Commission 101007702 872181Junta de Andalucia P18-H0-470

Simulación y modelado de transistores MOS de doble puerta

En este trabajo se hace un estudio del transistor MOS de doble puerta analizando las posibles ventajas de esta nueva estructura frene al transistor convencional y el transistor MOS SOI de puerta simple. Para ello se ha analizado una sección transversal de un transistor MOS de doble puerta de canal N, con el fin de examinar detalladamente las peculiaridades de la distribución de electrones con una amplia variedad de valores de todos los parámentros tecnológicos y condiciones de operación, y se ha estudiado las propiedades de trasnporte en el canal. Para las obtención de la distribución de electrones, se ha resuelto autoconsistentemente las ecuaciones de Poisson y Schrödinger en la estructura, dentro de las aproximaciones de Hartree y de masa efectiva. Para el estudio de las propeidades de transporte se calculará la movilidad de los electrones mediante el método de Monte Carlo. Los resultados de estas simulaciones se utilizarán también para verificar los efectos de los diferents parámetros tecnológicos en parámetros utilizados en modelos analíticos para la simulación de circuitosUniv. de Granada, Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores. Leída 25-09-0

Remotely Piloted Aircraft (RPA) in Agriculture: A Pursuit of Sustainability

The current COVID-19 global pandemic has amplified the pressure on the agriculture sector, inciting the need for sustainable agriculture more than ever. Thus, in this review, a sustainable perspective of the use of remotely piloted aircraft (RPA) or drone technology in the agriculture sector is discussed. Similarly, the types of cameras (multispectral, thermal, and visible), sensors, software, and platforms frequently deployed for ensuring precision agriculture for crop monitoring, disease detection, or even yield estimation are briefly discoursed. In this regard, vegetation indices (VIs) embrace an imperative prominence as they provide vital information for crop monitoring and decision-making, thus a summary of most commonly used VIs is also furnished and serves as a guide while planning to collect specific crop data. Furthermore, the establishment of significant applications of RPAs in livestock, forestry, crop monitoring, disease surveillance, irrigation, soil analysis, fertilization, crop harvest, weed management, mechanical pollination, crop insurance and tree plantation are cited in the light of currently available literature in this domain. RPA technology efficiency, cost and limitations are also considered based on the previous studies that may help to devise policies, technology adoption, investment, and research activities in this sphere

Nuevas tecnologías en los dispositivos electrónicos

Proyecto de innovación docente financiado por la Univ. de Granada en la convocatoria 2003-04 y coordinado por Francisco Gámiz Pérez“Nuevas tecnologías en los dispositivos electrónicos” es un libro de texto cuyo principal objetivo es proporcionar los fundamentos básicos de los dispositivos electrónicos más comunes: uniones, el transistor bipolar y los transistores de efecto campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET), metal-semiconductor (MESFET) y de unión (JFET). Antes de abordar estos dispositivos hay un primer capítulo donde se asientan las bases de los semiconductores. Después del estudio de estos dispositivos clásicos hay un capítulo dedicado a dispositivos optoelectrónicos. La tecnología de fabricación de circuitos integrados también se aborda en este libro con capítulos dedicados al crecimiento de semiconductores, su impurificación, el crecimiento controlado de otros materiales, la litografía y el grabado. A continuación se trata de forma específica la tecnología de fabricación de circuitos integrados y finalmente se tratan aspectos industriales de la fabricación de componentes. El libro termina con capítulos dedicados al modelado de dispositivos electrónicos y los procesos de fabricación. El libro forma parte de los resultados de un proyecto de innovación docente denominado “Aplicaciones de las nuevas tecnologías a la enseñanza de los dispositivos electrónicos”. Los contenidos de este libro también están disponibles en formato web en la página del departamento de “Electrónica y tecnología de computadores”: http://electronica.ugr.es/~amroldan/deyte/“New Technologies in electronic devices” is a textbook ” intended for undergraduate courses. Our aim is to provide the basic principles of common semiconductor devices: junctions, the bipolar transistor, and field-effect-transistors (FET), such as the metal-oxide-semiconductor FET (MOSFET), the junction FET (JFET) and the metal-semiconductor FET (MESFET). In a first chapter, the fundamentals of semiconductors are given. After these classical devices are studied there is a chapter where optoelectronic devices are treated. There is a group of chapters devoted to silicon processing techniques such as oxidation, ion implantation, lithography, etching. The fabrication processes of integrated circuits are also described. The book finishes with two chapters devoted to modelling of electronic devices and processes. This textwook is one of the results of an educational project carried on at the University of Granada, called “Applications of the new technologies in teaching electronic devices”. The contents of this book can also be browsed in the webpage http://electronica.ugr.es/~amroldan/deyte/Departamento de electrónica y tecnología de computadore