Климаттың өзгеруі селекционерлерге үлкен қиындықтар туғызады. Зияткерлік далалық робот пен рентгендік технология оларға іріктеу үшін ыстыққа төзімді өсімдік үлгілерін таңдауға көмектеседі. Жоғары технологиялық машинадағы сенсорларды IIS Фраунгофер интегралды схемалар институтының бөлімшесі болып табылатын Фраунгофер рентгендік технологияларды дамыту орталығы әзірледі. Phys.org порталы.
Жаз ыстық болып барады. Биылғы жаздың өзінде Германияда қатты аптап ыстық болды, температура 40°C-қа дейін жетті. Құрғақшылық өсімдіктерге де әсер етті.
Судың жеткілікті мөлшерімен өсімдіктерді булану арқылы салқындатуға болады. Алайда, олар құрғақшылықтан күйзеліске түскенде мұны істей алмайды. Сондықтан селекционерлер тыңайтқыштар мен пестицидтердің ең аз мөлшерін қажет ететін ыстыққа төзімді, құрғақшылыққа төзімді өсімдіктерді дамытуға үміттенеді, олар аз суда өмір сүре алады және әлі де жақсы өнім береді.
Селекционерлер Fraunhofer EZRT зерттеушілерінен қолдау алады, мұнда көптеген жылдар бойы өсімдіктердің фенотиптерін анықтау технологиялары бойынша зерттеулер жүргізілді. Бұл жапырақ өлшемі, жапырақтың орналасуы, тамырдың қалыңдығы және кірістілігі сияқты көптеген факторларды қамтитын олардың сыртқы түріне қатысты. «Адамдар мыңдаған жылдар бойы сыртқы сипаттамаларға негізделген дақылдарды таңдап келеді», - деп түсіндіреді доктор Стефан Герт, Фраунгофер рентгендік технологияларды дамыту орталығының AMS бөлімінің меңгерушісі. «Біз осы фенотиптік сипаттамаларды объективті өлшеу және осы деректер негізінде асылдандыруды оңтайландыру үшін технологияларды әзірлеп жатырмыз».
Доктор Герт басқаратын зерттеу тобы ауыл шаруашылығына арналған далалық робот DeBiFix әзірледі. Ол өсімдіктердің рентген сәулелерін үздіксіз түсіруге қабілетті. Сонымен бірге ол оптикалық жүйені пайдаланып 3D кескіндерін жасайды. Бұл селекционер үшін маңызды ақпарат - бұл оған, шын мәнінде, бидайдың масақтарының ішіне немесе картоп бұтасының астына қарап, олар өсіретін сорттың жақсы өнім беретінін анықтауға мүмкіндік береді.
Аймақаралық Fraunhofer смарт фермерлік жобасының ең маңызды мақсаты - селекционерлерді қолдау. Оның аясында Баварияның Трисдорф қаласында Фраунгофер зауытының фенотиптеу технологиясы орталығы ашылады. Осы кезде доктор Герт және оның әріптестері тәжірибені дамытып, оны өмірде қолдануға ниетті.
Фюрттегі Fraunhofer EZRT-дегі климаттық бақыланатын жағдайларда өсімдіктер фенотипіне арналған зертханалық бөлмеде доктор Герт селекционерлердің болашақта қалай жұмыс істейтінін көрсетеді. Рентген аппаратының алдындағы тар конвейерде әртүрлі мәдени өсімдіктері бар құмыралар рет-ретімен реттелген. Рентген аппаратының есігі ашылып, қазан сырғып кіреді. Есік жабылған бойда кастрюль компьютерлік томографиядан өтеді.
«Он жылдан астам уақыт бұрын біз түйнектің өсуі туралы ақпарат алу үшін картоп өсімдіктерін рентгенге түсіруді бастадық», - дейді доктор Герт. «3D рентгеніне сүйене отырып, біз түйнектердің салмағын оларды қазып алмай-ақ анықтай аламыз». Бұл процесс әсіресе ыстыққа төзімді сорттарды таңдау сияқты тапсырмалар үшін қолданылады. Осы мақсатта өсімдіктер жылу стресс жағдайында зертханаға орналастырылады. Содан кейін сканерлеу ыстыққа қарамастан күшті түйнектер беретін қай өсімдіктердің күйзеліспен күресуде тиімді екенін анықтайды.
Алғашқы компьютерлік томографиялар қалың тамырлар мен түйнектер арқылы ғана көрсете алғанымен, жаңа жүйелер бидай тамырларының ұсақ жер асты құрылымын да түсіре алады. «Біздің жаңа рентген аппаратымыз жер астындағы зауыт бөліктерін сканерлеуге арналған ең жетілдірілген және қуатты жүйе», - дейді доктор Герт.
Fraunhofer EZRT зерттеушілері бидайдың жапырақтары мен масақтары сияқты жер үстінде орналасқан өсімдіктердің бөліктерін 3D цифрлық кескіндеумен айналысады. Бұл деректерді жапырақ аймағын анықтау үшін ғана емес қолдануға болады - 3D кескіндері өсімдіктің ыстыққа төзімділігі туралы ақпарат береді. Өсімдік күннен қорғану үшін жапырақтарын көтере ме? Жапырақтар күйзеліс салдарынан бұралып қалады ма?
Fraunhofer EZRT оптикалық өсімдіктерді тану жүйелерінің өнімділігі Strube D&S GmbH тұқым компаниясының сынақ алаңында анық көрсетілді. Бұл жағдайда қант қызылшасы алқаптарындағы арамшөптерді автоматты түрде жоятын және өздігінен қозғалатын дала роботы екінші BlueBob прототипі пайдаланылды. Жолдар арасында қозғала отырып, ол мультиспектрлі камералардың көмегімен барлық тірі өсімдіктердің суреттерін жазады.
«Көмегімен жасанды интеллект Әрбір жеке өсімдіктің фенотипі талданады және арамшөп немесе қызылша өсімдігі ретінде жіктеледі», - деп түсіндіреді Кристиан Хюгель, Штрубтағы тұқымды зерттеу техникалық орталығының жетекшісі.
Трисдорфтағы жаңа орталықтағы жұмыстың негізгі бағыттарының бірі фенотиптеу кезінде алынған мәліметтерді өңдеу болмақ. «Біздің басты мақсатымыз – шағын және ортаны қолдау үшін технологиямызды пайдалану өсімдік өсірушілер«, деп атап көрсетеді доктор Герт.