科學家正在研究3D打印甜菜：植物表型分析的新工具
時間：2024-06-27 11:51 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
△該研究的題目為“3D打印植物模型，可實現準確可靠的3D植物表型分析”（傳送門）
2024年6月26日，南極熊獲悉，德國Göttingen甜菜研究所的科學家與波恩大學（University of Bonn）合作開發了一種3D打印植物模型，以提高表型分析的準確性和可靠性。農業表型分析包括觀察和分析植物，以預測其在特定環境中的狀態。這一過程反映了植物的遺傳信息與環境之間的相互作用，對于確定具有最佳屬性的植物從而優化種植至關重要。
△用于（A）溫室和（B）田間試驗的甜菜3D打印參考模型
3D打印農作物用于科學研究
以前，表型分析依賴人工測量，這對農作物來說既繁瑣又具有侵入性。然而，各種技術的出現使這一過程實現了自動化。傳感器、光譜相機和人工智能現在已普遍用于表型分析�，F在，這些工具將與甜菜的3D打印模型相結合，作為進一步提高作物產量和效率的范例。
模型的參考數據取自溫室條件下的實際甜菜植物。使用激光雷達（LiDAR）掃描儀從12個角度獲取3D數據，創建精確的點云。這些數據隨后被用于創建在FDM打印機上打印的3D文件。雖然現階段的研究有一定的簡單性，但三維模型的優勢是顯著的。
△（A）現場機器人表型分析平臺，配備（B）2臺激光線掃描儀（LMI Gocator 2490）和（C）20臺DSLM相機（尼康Z7）
首先，作物預測將得到改善。為了獲得作物狀態的完整信息，農業需要傳感器將葉片大小、果實質量、葉片傾斜角度、形狀等數據數字化。獲得這些數據后，在人工智能的幫助下，使用特定的軟件生成完整的報告和預測模型。這樣，農民就可以在適當的時候進行干預。不過，要進行這樣的預測，系統需要參考什么是"典范"植物，這就是3D打印模型發揮作用的地方。
△3D打印甜菜模型
事實上，與以前簡單的數字數據相比，植物的物理模型有助于使結果更加準確。該研究的主要作者Jonas
Bömer解釋說：“在三維植物表型領域，對所使用的傳感器系統、計算機算法和捕獲的形態參數進行參照是一項具有挑戰性但又非常重要的任務。應用3D打印技術生成可重現的參考模型，為開發客觀準確的標準化參考方法提供了新的思路，從而有利于科學研究和實際植物育種工作�！�這項研究的原理并不局限于甜菜。人工智能、傳感器技術和3D打印技術的結合可以應用于任何植物，從而更好地監測作物�？茖W家們表示，整個研究是開放式的，并邀請其它實驗室和感興趣的各方來實施不同的模型。
最后，農業技術正在不斷進步。近年來，無人機、農用機器人、掃描儀、精準播種機和人工智能等工具的應用大幅增加。這些創新技術主要提高了農作物產量，促進了智能化管理實踐。這項研究證明了這一點，
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