Роботи в оранжерията

KWS изследва сложната характеристика при поява на стрес от суша със сложна система за анализиране на фенотипа на растенията при царевица и цвекло.

KWS изследва сложната характеристика при поява на стрес от суша със сложна система за анализиране на фенотипа на растенията при царевица и цвекло.

Понякога изследванията напомнят на видеоигра: екипът, който Бен Грубер насочва през оранжерията с лаптопа си, вече е в началните блокове. Биологът на KWS предварително определя ходовете и маршрутите на своя интерактивен екип: Кой робот напуска позицията си и кога да се приближи до една от номерираните растителни проби и в какъв ред се доставят те до различните станции от тестовата програма.

Прогнозните тактики са от съществено значение, за да се гарантира, че всичко работи гладко. Големият брой растителни проби е необходим за изследователския проект, по който биолози и физици от KWS работят заедно. Тяхната цел е да анализират растенията царевица и захарно цвекло в оранжерията. Това означава, че външният им вид - така нареченият фенотип - се измерва и анализира в детайли. По този начин може да се регистрира влиянието на факторите на околната среда, както и на генетичните ресурси на растението.

Бен Грубер и колегите му работят по особено гореща за фермерите тема: Те изследват онези характеристики, които са свързани с толерантността към суша. „Все още не знаем кои гени растенията активно включват, когато са изложени на стрес от суша“, обяснява биологът. Това задълбочено разбиране обаче е важно, за да продължи да се подпомага селекцията на устойчиви на суша хибриди възможно най-добре в бъдеще.

Дигиталните решения отдавна са широко разпространени. Те все повече се използват за придвижване на растителни проби към защитената зона на оранжерията: Плоските, на пръв поглед незабележими low-pad роботи напомнят на мобилни повдигащи платформи. „Това, което се е доказало в логистичните центрове на бизнеса за онлайн поръчки по пощата, също работи тук за нас“, обяснява Бен Грубер. Роботите, които той избира за тестовия проект, предлагат по-голяма гъвкавост от транспортните ленти например. Това ги прави идеални за преместване на растителните проби, тежащи повече от 50 килограма, до различните станции в оранжерията.

Царевичните растения и захарното цвекло се претеглят редовно. По този начин консумацията на вода може да се определи през целия ден. След това транспирацията се комбинира и с други данни. Сензорна система на тавана измерва съществуващите разлики в температурата и влажността. „Параметри като тези са решаващи за отварянето на листата и по този начин за консумацията на вода от растението“, обяснява Бен Грубер. "С нашия подход искаме да разберем по-добре как растенията реагират на определени условия и защо например отварянето на листата се извършва с различна скорост."

За да изяснят тези и други въпроси като структура на добива и физиология на добива, изследователите на KWS наблюдават оптичните характеристики на растението под лупа. Освен всичко друго, те наблюдават как тяхната форма, размер и тегло се променят по време на развитието на растението. За целта роботите пренасят растителната маса от пробите в друга станция: така наречената PhenoFactory.

  • 1 / 5

    Биологът от KWS Бен Грубер и техникът по мехатроника Дъстин Етген подготвят роботите за използване в оранжерията.

  • 2 / 5

    Листото на растението винаги изсъхва от върха. Фенотипизирането записва най-малките промени, които не могат да се видят с просто око.

  • 3 / 5

    Д-р Хана Уайлдхаген, специалист по цифрово фенотипизиране, отговаря за технологиите за тестовете на устойчивост на суша на растенията царевица и захарно цвекло.

  • 4 / 5

    В PhenoFactory, своеобразна фото кутия, цветни и спектрални камери правят снимки на растенията.

  • 5 / 5

    Хана Уайлдхаген оценява резултатите заедно с LabView специалиста по развитие и автоматизация Дейвид Сомър.

Зеленият цвят на растенията се откроява особено ясно на фона на синята стена отвътре. Веднага след като роботите закарат растенията на правилното място, камерите в PhenoFactory автоматично се задействат. Изображенията показват водното съдържание на растенията. За целта те се сканират от всички страни, за да се получи информация от различни перспективи. Бен Грубер: „Технологията ни позволява да събираме данни 24 часа в денонощието, 365 дни в годината. Тази висока честота на теста е важна, за да се постигне добра информативна стойност и съпоставимост на резултатите."

Тази съпоставимост вече е повлияна преди началото на експеримента, когато растенията се засяват. Поради това е важно да се изберат правилните предшестващи култури, за да може да се изследват растения с генетично идентични характеристики, които са възможно най-хомогенни по отношение на размера на растителната маса например.

Роботите връщат растителния материал по местата си от PhenoFactory. След това те се връщат към изходното си поле, където чакат следващата мисия. „Технологиите ни подкрепят в нашите изследвания, но не могат да заменят ноу-хау и опит“, казва Бен Грубер. По-специално, когато се анализират събраните данни, човешкият опит все още е необходим.

Common icons/confirm-email