კლიმატის ცვლილება სერიოზულ გამოწვევებს უქმნის სელექციონერებს. ინტელექტუალური საველე რობოტი და რენტგენის ტექნოლოგია ეხმარება მათ შერჩევისთვის სითბოს მდგრადი მცენარეების ნიმუშების შერჩევაში. მაღალტექნოლოგიური აპარატის სენსორები შეიმუშავა Fraunhofer ცენტრის მიერ რენტგენის ტექნოლოგიის განვითარებისთვის, IIS Fraunhofer Institute for Integrated Circuits. Phys.org პორტალი.
ზაფხული უფრო ცხელი ხდება. მხოლოდ ამ ზაფხულს გერმანიამ განიცადა ექსტრემალური სიცხე, ტემპერატურა 40°C-მდე აღწევს. გვალვამ მცენარეებიც დააზარალა.
საკმარისი წყლის მიწოდებით, მცენარეები შეიძლება გაცივდეს აორთქლების გზით. თუმცა ამას ვერ ახერხებენ, როცა გვალვა სტრესს განიცდის. ამიტომ სელექციონერები იმედოვნებენ, რომ შეიმუშავებენ სითბოს ტოლერანტულ, გვალვაგამძლე მცენარეებს, რომლებიც გადარჩებიან ნაკლებ წყალზე და მაინც აწარმოებენ კარგ მოსავალს და საჭიროებენ სასუქის და პესტიციდების მინიმუმს.
სელექციონერები იღებენ მხარდაჭერას Fraunhofer EZRT-ის მკვლევართაგან, სადაც მრავალი წელია მიმდინარეობს კვლევა მცენარეთა ფენოტიპების განსაზღვრის ტექნოლოგიებზე. ეს ეხება მათ გარეგნობას, რომელიც მოიცავს ბევრ ფაქტორს, როგორიცაა ფოთლის ზომა, ფოთლის პოზიცია, ფესვის სისქე და მოსავლიანობა. „ადამიანები ათასობით წლის განმავლობაში არჩევდნენ ნათესებს გარე მახასიათებლებზე დაყრდნობით“, - განმარტავს დოქტორი სტეფან გერტი, AMS განყოფილების ხელმძღვანელი რენტგენის ტექნოლოგიის განვითარების ცენტრის Fraunhofer. „ჩვენ ვავითარებთ ტექნოლოგიებს ამ ფენოტიპური მახასიათებლების ობიექტურად გასაზომად და ამ მონაცემების საფუძველზე მოშენების ოპტიმიზაციისთვის.
კვლევითმა ჯგუფმა დოქტორ გერტის ხელმძღვანელობით შეიმუშავა DeBiFix, საველე რობოტი სოფლის მეურნეობისთვის. მას შეუძლია მცენარეების მუდმივად რენტგენის გადაღება. ამავდროულად, ის ქმნის 3D სურათებს ოპტიკური სისტემის გამოყენებით. ეს მნიშვნელოვანი ინფორმაციაა სელექციონერისთვის - ის საშუალებას აძლევს მას, ფაქტობრივად, ჩაიხედოს ხორბლის ყურებში ან კარტოფილის ბუჩქის ქვეშ და დაადგინოს, მოაქვს თუ არა მათ მიერ მოყვანილი ჯიში კარგ მოსავალს.
რეგიონთაშორისი Fraunhofer ჭკვიანი ფერმერული პროექტის ყველაზე მნიშვნელოვანი მიზანია სელექციონერების მხარდაჭერა. მის ფარგლებში იხსნება Fraunhofer Plant Phenotyping Technology Center ტრიესდორფში, ბავარია. ამ ეტაპზე, დოქტორი გერტი და მისი კოლეგები აპირებენ გამოცდილების განვითარებას და რეალურ ცხოვრებაში გამოყენებას.
მცენარეთა ფენოტიპის ლაბორატორიულ ოთახში კლიმატის კონტროლირებად პირობებში Fraunhofer EZRT-ში Fürth-ში, დოქტორი გერტი აჩვენებს, თუ როგორ იმუშავებენ სელექციონერები მომავალში. რენტგენის დანადგარის წინ ვიწრო კონვეიერზე ქოთნები სხვადასხვა კულტივირებული მცენარეებით მოწესრიგებულ მწკრივებად არის მოწყობილი. რენტგენის აპარატის კარი იხსნება და ქოთანი შემოდის. კარის დახურვისთანავე ქოთანი უტარდება CT სკანირებას.
„ათ წელზე მეტი ხნის წინ დავიწყეთ კარტოფილის მცენარეების რენტგენის გადაღება ტუბერკულოზის ზრდის შესახებ ინფორმაციის მისაღებად“, - ამბობს დოქტორი გერტი. ”3D რენტგენის საფუძველზე, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ ტუბერების წონა მათი გათხრის გარეშე.” ეს პროცესი გამოიყენება ისეთი ამოცანებისთვის, როგორიცაა განსაკუთრებით სითბოს ტოლერანტული ჯიშების შერჩევა. ამ მიზნით მცენარეებს ათავსებენ ლაბორატორიაში სითბური სტრესის პირობებში. შემდეგ სკანირება ცხადყოფს, რომელი მცენარეები უმკლავდებიან სტრესს და წარმოქმნიან ძლიერ ტუბერკულოზებს სიცხის მიუხედავად.
მიუხედავად იმისა, რომ პირველ CT სკანირებას შეეძლო მხოლოდ სქელი ფესვებისა და ტუბერების გამოვლენა, ახალ სისტემებს ასევე შეუძლიათ ხორბლის ფესვების მშვენიერი მიწისქვეშა სტრუქტურის დაფიქსირება. „ჩვენი ახალი რენტგენის აპარატი არის ყველაზე მოწინავე და მძლავრი სისტემა მცენარის ნაწილების მიწისქვეშა სკანირებისთვის“, ამბობს დოქტორი გერტი.
Fraunhofer EZRT-ის მკვლევარები ასევე აკეთებენ 3D ციფრულ გამოსახულებას მცენარეთა ნაწილების, რომლებიც მიწისზედაა, როგორიცაა ხორბლის ფოთლები და ყურები. ეს მონაცემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ ფოთლის ფართობის დასადგენად - 3D გამოსახულებები ასევე გვაწვდის ინფორმაციას მცენარის სითბოს ტოლერანტობის შესახებ. მცენარე მზისგან თავის დასაცავად ფოთლებს ზრდის? ფოთლები იხვევა სტრესის გამო?
Fraunhofer EZRT ოპტიკური მცენარის ამომცნობი სისტემების ეფექტურობა აშკარად იყო დემონსტრირებული სათესლე კომპანია Strube D&S GmbH-ის საცდელ ველზე. ამ შემთხვევაში გამოყენებული იქნა მეორე BlueBob პროტოტიპი, მინდვრის რობოტი, რომელიც დამოუკიდებლად მოძრაობს და ავტომატურად აშორებს სარეველას შაქრის ჭარხლის მინდვრებში. მწკრივებს შორის გადაადგილებისას, ის ჩაწერს ყველა ცოცხალი მცენარის სურათებს მულტისპექტრული კამერების გამოყენებით.
"დახმარებით ხელოვნური ინტელექტი თითოეული მცენარის ფენოტიპი გაანალიზებულია და კლასიფიცირებულია, როგორც სარეველა ან ჭარხალი“, - განმარტავს კრისტიან ჰიუგელი, სტრუბის თესლის კვლევის ტექნიკური ცენტრის ხელმძღვანელი.
ტრიესდორფის ახალ ცენტრში მუშაობის ერთ-ერთი მთავარი მიმართულება იქნება ფენოტიპის დროს მიღებული მონაცემების დამუშავება. „ჩვენი მთავარი მიზანია გამოვიყენოთ ჩვენი ტექნოლოგია მცირე და საშუალო მხარდასაჭერად მცენარეთა სელექციონერები“, ხაზს უსვამს დოქტორი გერტი.