Purdue University: A promise to fight world hunger with HPE and Aruba

To nurture innovation, you need the right IT

The Purdue College of Agriculture’s ACRE field research facility is equipped with sensors to detect information such as soil moisture, nitrogen, and oxygen levels. At one time, researchers were using thumb drives and cell phones to manually share field data. Someone—typically a student—had to be physically located in the field to transmit that data. Often, these students endured long stretches of boring downtime between data events.

The College was running eight computers in its field research trailer to validate sensor data as it came in. The performance of these systems was not optimal. It took several hours per day of compute time to process the data. Because of these restraints, researchers lacked the real-time visibility into field data they needed to respond quickly to events occurring at the ACRE facility.

For the labs on the College’s campus, the critical IT issue is data volumes. The labs’ phenomics research correlates observational data with other information, such as the results of plant tissue assays. It is critical that the servers powering the labs’ Hadoop cluster be powerful enough to support the researchers’ analytics.

Solution

Breaking new ground in data-driven ag research

To more effectively manage its field research, the Purdue College of Agriculture equipped its ACRE research station with an Aruba wireless network. This network enabled Purdue, HPE, and Aruba to develop cutting edge AgTech innovations, such as solar-powered mobile Wi-Fi hotspots for recording field data and next- generation adaptive wireless equipment for farm-scale wireless connectivity. The College also replaced its eight field research computers with a single on-site HPE Edgeline IoT System. This ruggedized system now runs the algorithms College researchers use to validate captured data before it is transmitted to the campus data centers.

Back on campus, the College runs its Hadoop data cluster on a high performance compute platform that leverages HPE Apollo 4000 systems. Because these systems, which were configured and implemented by HPE Pointnext, are purpose-built to serve big data storage-centric workloads, they provide the campus labs with the capacity to ingest its continually-growing body of research data without compromising applications performance.

Results

Harvesting the fruits of intelligent agriculture

Purdue College of Agriculture researchers can now manage their ACRE facility more effectively. If problems arise— for example, hungry rodents start damaging crops—research staff can intervene in time to protect their work.

Breakthrough scientific research flourishes in an environment of curiosity and creativity. Today, data uploaded from the ACRE facility allows researchers to more quickly pursue tantalizing “what if” questions based on current conditions in the field. Consider, for example, the interrelationships between day length, cloud cover, plant size, and soil moisture content. Researchers can track data on all of these variables in real time, and quickly set up and run experiments to test the impact of different irrigation schedules on plant growth and health.

By supporting effective, on-site validation of captured data, College researchers maximize their confidence in their field measurements, which supports better research outcomes. For example, some percentage of the nitrogen fertilizer that farmers apply to their fields escapes into the atmosphere. If researchers can pinpoint this phenomenon with enough precision, they can potentially help farmers reduce their fertilizer usage and costs—but clean, validated data is critical to pursuing this line of inquiry.

Within the College’s campus labs, its high performance compute platform equips researchers to interact with data more effectively. This helps to unlock both curiosity and creativity, and ensures the College can retain all of the data it generates over time.

Purdue University: sebuah janji untuk melawan kelaparan di dunia dengan HPE dan Aruba

Untuk membuat sebuah inovasi, Anda sangat membutuhkan Teknologi IT yang baik

The Purdue College dari Agriculture’s ACRE memfasilitasi penelitian lapangan yang dilengkapi dengan sensor untuk mendeteksi informasi seperti kelembaban tanah, nitrogen, dan tingkat oksigen. Pada satu waktu, para peneliti menggunakan thumb drive dan ponsel untuk berbagi data lapangan secara manual. Seorang siswa biasanya harus berada di lapangan untuk mengirimkan data tersebut. Seringkali, para mahasiswa ini mengalami kebosanan pada saat waktu istirahat.

Perguruan tinggi menjalankan delapan komputer dalam sebuah percobaan penelitian lapangan untuk memvalidasi sensor data yang masuk. Kinerja sistem ini tidak optimal karena membutuhkan waktu yang lama untuk memproses data. Karena adanya keterbatasan, peneliti tidak memiliki waktu untuk memantau data lapangan karena mereka harus merespon dengan cepat peristiwa yang terjadi. Seperti hasil pengujian jaringan tanaman, hal ini Sangat penting bahwa server yang memberi daya pada cluster hadoop laboratorium harus cukup kuat sebagai pendukung analitik para peneliti.

Solusi
Memecahkan landasan baru dalam penelitian yang berbasis data

Agar dapat mengelola hasil penelitian lapangan secara efektif, Purdue College of Agriculture dilengkapi dengan jaringan nirkabel Aruba. Jaringan ini memungkinkan Purdue, HPE, dan Aruba dapat melakukan pengembangan inovasi AgTech yang mutakhir, seperti hotspot Wi-Fi seluler bertenaga surya untuk merekam data lapangan dan generasi selanjutnya dapat menggunakan peralatan nirkabel adaptif untuk konektivitas nirkabel untuk skala pertanian. Perguruan tinggi juga mengganti delapan komputer untuk riset lapangan dengan sistem HPE Edgeline IoT. Sistem ini sekarang menjalankan algoritma yang digunakan peneliti Universitas untuk memvalidasi data yang ditangkap sebelum dikirim ke pusat data.

Perguruan tinggi menjalankan cluster data Hadoop pada high performance compute platform yang memanfaatkan sistem HPE Apollo 4000. Karena sistem ini yang dikonfigurasi dan diimplementasikan oleh HPE Pointnext, solusi ini diciptakan khusus untuk melayani beban kerja penyimpanan data yang besar, mereka menyediakan laboratorium kampus dengan kapasitas yang sanggup menerima data penelitian yang terus bertambah tanpa mengorbankan kinerja aplikasi.

Hasil

Memanen buah dari hasil intelligent agriculture

Peneliti dari Purdue College of Agriculture sekarang dapat mengelola fasilitas mereka dengan lebih efektif. Jika muncul sebuah masalah, misalnya tikus sawah merusak hasil pertanian — peneliti dapat turun tangan secara langsung dengan cepat untuk melindungi hasil pertanian mereka.

Sebuah perkembangan penelitian ilmiah berkembang karena adanya keingintahuan dan kreativitas. Saat ini, data yang diunggah dari fasilitas ACRE memungkinkan peneliti untuk lebih cepat mengejar pertanyaan “what if” berdasarkan kondisi saat ini di lapangan. Kondisi alam juga dapat dipertimbangkan, misalnya mendung awan, ukuran tanaman, dan kadar air tanah. Para peneliti dapat melacak data pada semua variabel ini secara real time dan dengan cepat membuat serta menjalankan percobaan untuk menguji dampak dari jadwal irigasi yang berbeda pada pertumbuhan dan kesehatan tanaman.

Dengan mendukung validasi data yang diambil secara efektif, peneliti memaksimalkan kepercayaan mereka dalam pengukuran lapangan, sehingga dapat mendukung hasil penelitian yang lebih baik. Sebagai contoh, beberapa persentase pupuk nitrogen yang diterapkan petani ke pertanian mereka. Jika peneliti dapat menunjukkan fenomena ini dengan cukup presisi, mereka berpotensi dapat membantu petani lainnya dalam mengurangi penggunaan pupuk dan biaya, validasi data sangat penting untuk mengejar hasil penyelidikan.

Di laboratorium kampus College, high performance compute platform melengkapi para peneliti untuk berinteraksi dengan data secara lebih efektif. Hal ini sangat membantu dalam keingintahuan dan kreativitas, serta memastikan perguruan tinggi dapat menyimpan semua data yang dihasilkannya dari waktu ke waktu.