Американские ученые разработали робота, который определяет болезни винограда

Ученые из Корнельского университета (Cornell University) разработали робота с названием BlackBird, который может собирать на листе винограда не меньше информации, чем оптический микроскоп.

Биолог Ланс Кэдл-Дэвидсон (Lance Cadle-Davidson), адъюнкт-профессор Корнельской школы интегративных наук о растениях (SIPS) и фитопатолог-исследователь растений из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США, выводит сорта винограда, более устойчивые к оидиуму, однако исследования его лаборатории были затруднены из-за необходимости вручную оценить тысячи образцов виноградных листьев на предмет наличия инфекции оидиума пишет https://vinograd.info/ со ссылкой на Cornell Chronicle.

Итак, его команда разработала прототипы роботов для визуализации, которые могут автоматически сканировать образцы виноградных листьев – процесс, называемый высокопроизводительным фенотипированием – в рамках финансируемого USDA-ARS проекта селекции винограда VitisGen2 и в партнерстве с Исследовательским центром света и здоровья (Light and Health Research Center).

Это партнерство привело к созданию роботизированной камеры, которую они назвали BlackBird.

BlackBird может собирать информацию в масштабе 1,2 микрометра на пиксель, что эквивалентно обычному оптическому микроскопу. Для каждого исследуемого образца листа размером 1 см робот предоставляет информацию размером 8000 на 5000 пикселей.

Извлечение полезной информации из такого большого изображения с высоким разрешением было проблемой для инженера и специалиста по информатике Ю Цзяна (Yu Jiang), доцента-исследователя в секции садоводства SIPS в исследовательской компании Корнелл АгриТех (Cornell AgriTech), и его команда для решения этой задачи использовала искусственный интеллект.

Используя достижения в глубоких нейронных сетях, разработанных для задач компьютерного зрения, таких как функция распознавания лиц, Цзян применил эти знания для анализа микроскопических изображений виноградных листьев. Кроме того, Цзян и его команда реализовали визуализацию сетевых процессов вывода, которая помогает биологам лучше понять процесс анализа и удостоверить полученную информацию с помощью моделей искусственного интеллекта.

Совместный проект

Работая вместе с IT-специалистами, команда Кэдл-Дэвидсона тестирует и проверяет то, что видят роботы, что в свою очередь позволяет команде Цзяна научить этих роботов более эффективно определять биологические признаки заболеваний.

По словам Кэдл-Дэвисона, результаты поразительны. Исследовательские эксперименты, на выполнение которых у всей его лаборатории уходило шесть месяцев, теперь занимают у роботов BlackBird всего один день.

«Это произвело революцию в нашей науке», – говорит он. «И мы обнаруживаем, что инструменты Ю Цзяна на самом деле лучше справляются с объяснением генетики этого винограда или заболевания винограда, чем мы, сидя за микроскопом в течение нескольких месяцев и выполняя изнурительную работу».

В июле 2021 года команда получила двухлетний грант в размере 150 000 долларов от Фонда инновационных исследований Корнельского института исследований цифрового сельского хозяйства на начало модернизации робота BlackBird, чтобы он мог видеть за пределами красно-зеленого-синего цветового спектра в инфракрасном диапазоне.

Если исследователи смогут разработать инструменты, которые помогут производителям винограда обнаруживать болезнь на раннем этапе, то это позволит виноградарям использовать фунгициды в нужное время для профилактики, что означает меньшую пестицидную нагрузку на растения и на окружающую среду, и меньше потерь урожая. Они также работают над более эффективной интеграцией с учеными в области анализа данных.

Исследовательской группе также был предоставлен грант в размере 100 000 долларов США от USDA-ARS для распространения робота BlackBird среди полевых офисов ARS, работающих с другими культурами, где выполняется такая ​​же высокопроизводительная работа по фенотипированию.

«Мы надеемся найти совместные лаборатории, которые смогут присоединиться к нам и воспользоваться этим инструментом», – сказал Цзян. «Мы видим потенциальные возможности применения этого исследования в изучении растений, животных или в медицинских целях».

Читайте також: Виноградарство як азарт. Виноградар із Прикарпаття вирощує понад 100 сортів винограду +ВІДЕО

СУЧАСНИЙ ФІТОСТАН виноградників України

Більше інформації про виноградарство та виноробство, а також виробництво інших напоїв – на сторінках спеціалізованого журналу «Напої. Технології та Інновації». Посилання на останній випуск: Журнал «Напої. Технології та Інновації»

Триває передплата на єдиний в Україні журнал для професіоналів у галузі виноробства та виготовлення інших напоїв. А також запрошуємо партнерів до співпраці з розміщення іміджевої та блочної реклами в журналі і на сайті techdrinks.info!

Звертайтеся за контактами менеджерів:

• Анна Панкратенкова (координатор проєкту): тел.: +38 097 759 25 83, reklama.nti@gmail.com
• Ірина Калюжна, тел.: +3096 45 87 682, reklama.nti@ukr.net
• Лариса Товкач, тел..: +38 097 96 89 516, sad.nti@ukr.net
• Альона Данчук, тел.: +38 097 528 36 46, sad2017@ukr.net