Automatizált mintavétel az integrált mező- és laboratóriumi adatokhoz
Az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium (ORRL) tudósai bevezettek egy robotrendszert, amely autonóm módon gyűjti a talajmintákat és elemzi a növény-talaj kölcsönhatásait, előmozdítva a környezeti kutatást.
Az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium (ORNL) kutatói, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma alatt, robotplatformot fejlesztettek ki a talajminták autonóm összegyűjtésére és a növény-környezeti kölcsönhatások valós időben történő megfigyelésére.Ennek a fejleménynek a célja a szén -dioxid -kerékpározás megértésének javítása és a bioenergia növényi termelékenység előrejelzéseinek javítása.
A Platform, az elnevezett érzékelők, a gépi látás, az automatizálás és a robotika a növények terepi sorozatának átalakításához (Smart Plant F-sorozat), integrálja a legújabb technológiákat, például a GPS-t és a LIDAR-t a pontos navigációhoz és az adatgyűjtéshez.Az ORNL intelligens terepi helyén bemutatott robot hatékonyan gyűjti a talajmintákat anélkül, hogy megzavarná a növényeket, és támogatja a növények tárolására és a biomassza előállítására kritikus növények dinamikájának feltárására irányuló erőfeszítéseket.
Ez a rendszer jelentős potenciállal rendelkezik a kutatók számára a környezettudomány, a mezőgazdaság és a bioenergia területén.Az éghajlatváltozásra összpontosító tudósok valós idejű adatait felhasználhatják a szén-dioxid-modellek finomítására, míg a bioenergia-kutatók felhasználhatják azt a terméshozam és a fenntarthatóság javítására.A mezőgazdasági termelők és az ökológiai vezetők is profitálhatnak a talaj egészségének figyelemmel kísérésére és a növények ellenálló képességét befolyásoló tényezők azonosítására.
"Hatalmas adatokat gyűjtöttünk a földfelszíni növényi struktúrákról, de a föld alatti interakciók továbbra sem találhatók meg" - mondta Udaya Kalluri, a projekt vezetője és a Biosciences Seniors kutató.A rendszer áthidalja ezt a rést azáltal, hogy a laboratóriumi elemzést és a terepi adatokkal összekapcsolja az automatizált mintavétel révén a kijelölt koordinátákon, ami egyértelmű adatintegrációt eredményez.
A kereskedelmi platformról adaptált robot fejlett érzékelőket, 3D-s nyomtatott alkatrészeket és elektromechanikai rendszereket tartalmaz a minták gyűjtéséhez.A mérnökök testreszabották annak képességeit, hogy autonóm módon navigáljanak és visszatérjenek akár négy talajmintával."Ez a technológia támogatja a tudósokat és a mezőgazdasági termelőket az adatgyűjtés automatizálásával, lehetővé téve számukra az elemzésre való összpontosítást" - mondta Chris Masuo, az ORNL robotikai mérnöke.
Az ORNL fejlett növényi fenotípus -laboratóriuma (APPL) kiegészíti ezt a rendszert azáltal, hogy betekintést nyújt a növényi tulajdonságokba képalkotó technológiák révén.A jövőbeli frissítések között szerepel a gyökérvizsgálatok földalatti képalkotása, a laboratóriumi és a terepi kutatások tovább igazítása.
A végső elképzelés magában foglalja ezeknek a robotoknak az ökoszisztémákon keresztüli flották telepítését az összekapcsolt hálózatok létrehozása érdekében a valós idejű megfigyelés és az intelligens menedzsment számára.A továbbfejlesztett érzékelők a környezeti stressz vagy a betegség korai jeleit is felismerhetik, megerősíthetik a fenntartható gazdálkodást és az ökoszisztéma ellenálló képességét.
Ez a multidiszciplináris projekt hangsúlyozza az ORNL elkötelezettségét a bioenergia kutatása és a fenntartható földgazdálkodás gyakorlati eszközeinek biztosítása iránt.