Ang pagbabago ng klima ay nagdudulot ng malubhang hamon para sa mga breeders. Ang isang matalinong field robot at X-ray na teknolohiya ay tumutulong sa kanila na pumili ng mga sample ng halaman na lumalaban sa init para sa pagpili. Ang mga sensor sa high-tech na makina ay binuo ng Fraunhofer Center for the Development of X-ray Technology, isang dibisyon ng IIS Fraunhofer Institute para sa Integrated Circuits. Portal ng Phys.org.
Lalong umiinit ang tag-araw. Ngayong tag-araw lamang, ang Germany ay nakaranas ng matinding init, na may temperatura na umaabot hanggang 40°C. Naapektuhan din ng tagtuyot ang mga halaman.
Sa sapat na supply ng tubig, ang mga halaman ay maaaring palamigin sa pamamagitan ng pagsingaw. Gayunpaman, hindi nila ito magagawa kapag sila ay na-stress ng tagtuyot. Iyon ang dahilan kung bakit umaasa ang mga breeder na bumuo ng heat-tolerant, tagtuyot-tolerant na mga halaman na maaaring mabuhay sa mas kaunting tubig at makagawa pa rin ng magagandang pananim habang nangangailangan ng pinakamababang posibleng dami ng pataba at pestisidyo.
Ang mga breeder ay tumatanggap ng suporta mula sa mga mananaliksik sa Fraunhofer EZRT, kung saan isinagawa ang pananaliksik sa loob ng maraming taon sa mga teknolohiya para sa pagtukoy ng mga phenotype ng halaman. Ito ay tumutukoy sa kanilang hitsura, na kinabibilangan ng maraming mga kadahilanan tulad ng laki ng dahon, posisyon ng dahon, kapal ng ugat, at ani. "Ang mga tao ay pumipili ng mga pananim batay sa mga panlabas na katangian sa loob ng libu-libong taon," paliwanag ni Dr. Stefan Gert, pinuno ng departamento ng AMS sa Fraunhofer Center para sa Pagpapaunlad ng X-ray Technology. "Bumubuo kami ng mga teknolohiya para sukatin ang mga phenotypic na katangian na ito at i-optimize ang pag-aanak batay sa data na ito."
Isang pangkat ng pananaliksik na pinamumunuan ni Dr. Gert ang bumuo ng DeBiFix, isang field robot para sa agrikultura. Nagagawa nitong patuloy na kumuha ng x-ray ng mga halaman. Kasabay nito, bumubuo ito ng mga 3D na imahe gamit ang isang optical system. Ito ay mahalagang impormasyon para sa breeder - ito ay nagpapahintulot sa kanya na, sa katunayan, tumingin sa loob ng mga tainga ng trigo o sa ilalim ng patatas bush at matukoy kung ang iba't-ibang sila ay lumalaki ay gumagawa ng isang mahusay na crop.
Ang pinakamahalagang layunin ng interregional Fraunhofer smart farming project ay ang suportahan ang mga breeder. Sa loob ng balangkas nito, ang Fraunhofer Plant Phenotyping Technology Center ay bubukas sa Triesdorf, Bavaria. Sa puntong ito, nilayon ni Dr. Gert at ng kanyang mga kasamahan na bumuo ng karanasan at ilapat ito sa totoong buhay.
Sa silid ng laboratoryo para sa phenotyping ng halaman sa ilalim ng mga kondisyong kinokontrol ng klima sa Fraunhofer EZRT sa Fürth, ipinakita ni Dr. Gert kung paano gagana ang mga breeder sa hinaharap. Sa isang makitid na conveyor belt sa harap ng X-ray unit, ang mga kaldero na may iba't ibang mga nilinang halaman ay nakaayos sa maayos na mga hilera. Bumukas ang pinto ng X-ray machine at may pumasok na palayok. Sa sandaling magsara ang pinto, ang palayok ay sumasailalim sa isang CT scan.
“Mahigit isang dekada na ang nakalipas, sinimulan namin ang pag-X-ray ng mga halaman ng patatas upang makakuha ng impormasyon tungkol sa paglaki ng tuber,” ulat ni Dr. Gert. "Batay sa 3D x-ray, matutukoy natin ang bigat ng mga tubers nang hindi hinuhukay ang mga ito." Ginagamit ang prosesong ito para sa mga gawain tulad ng pagpili ng partikular na mga uri ng init. Para sa layuning ito, ang mga halaman ay inilalagay sa isang laboratoryo sa ilalim ng mga kondisyon ng init ng stress. Ang pag-scan pagkatapos ay nagpapakita kung aling mga halaman ang pinaka-epektibo sa pagharap sa stress, na gumagawa ng malakas na mga tubers sa kabila ng init.
Habang ang unang CT scan ay maaari lamang ipakita sa pamamagitan ng makapal na mga ugat at tubers, ang mga mas bagong sistema ay maaari ring makuha ang magandang istraktura sa ilalim ng lupa ng mga ugat ng trigo. "Ang aming bagong X-ray machine ay ang pinaka-advanced at makapangyarihang sistema para sa pag-scan ng mga bahagi ng halaman sa ilalim ng lupa," sabi ni Dr. Gert.
Gumagawa din ang mga mananaliksik sa Fraunhofer EZRT ng 3D digital imaging ng mga bahagi ng mga halaman na nasa ibabaw ng lupa, tulad ng mga dahon at tainga ng trigo. Ang data na ito ay maaaring gamitin hindi lamang upang matukoy ang lugar ng dahon - ang mga 3D na imahe ay nagbibigay din ng impormasyon tungkol sa heat tolerance ng halaman. Ang halaman ba ay nagtataas ng mga dahon nito upang maprotektahan ang sarili mula sa araw? Kulot ba ang mga dahon dahil sa stress?
Ang pagganap ng Fraunhofer EZRT optical plant recognition system ay malinaw na ipinakita sa larangan ng pagsubok ng kumpanya ng binhi na Strube D&S GmbH. Sa kasong ito, ginamit ang pangalawang BlueBob prototype, isang field robot na gumagalaw nang nakapag-iisa at awtomatikong nag-aalis ng mga damo sa mga patlang ng sugar beet. Sa paglipat sa pagitan ng mga hilera, nagre-record siya ng mga larawan ng lahat ng nabubuhay na halaman gamit ang mga multispectral camera.
"Sa tulong ng artipisyal na katalinuhan ang phenotype ng bawat indibidwal na halaman ay sinusuri at inuuri bilang alinman sa isang damo o isang halaman ng beet,” paliwanag ni Christian Hügel, pinuno ng Technical Center para sa Seed Research sa Strub.
Ang isa sa mga pangunahing lugar ng trabaho sa bagong sentro sa Triesdorf ay ang pagproseso ng data na nakuha sa panahon ng phenotyping. "Ang aming pangunahing layunin ay gamitin ang aming teknolohiya upang suportahan ang maliit at katamtaman mga nagpaparami ng halaman“, diin ni Dr. Gert.