新天工开物 | “农作物照相机”让育种科研更快出结果

农作物育种是一项漫长辛苦的科研工作。育种人员经常要蹲在田里,一笔一笔记录农作物的生长情况。不仅日晒雨淋不停歇,人工数据测量还容易受到体力、经验等各种因素影响,难免有误差。

武汉未农智能科技有限公司研发出了一台机器人,像“农作物照相机”,在田里“走”一圈,就能搜集肉眼看不到的生长数据,极大提升科研成果的产出效率和精确度。这就是全国首台“田间表型采集机器人”。

田间“表型采集”机器人可以采集肉眼看不见的数据。 受访企业供图

【研发者说】

讲述人:武汉未农智能科技有限公司负责人 李正达

育种过程中,育种人员得不停地察看农作物外观来判断这批种子的育种情况,决定后续实验。这就是“表型采集”工作,是育种过程中最重要的工作。

就拿小麦分蘖角度的测量为例,它统计的是小麦新芽与麦秆之间的夹角,每个生长季度都要测量。人工测量最多精确到5度之差,且工作量很大。人为误差不可控制,育种人员不得不多种植几季,取平均值,效率不高。

“表型采集”机器人正在进行数据采集。 受访企业供图

这款“农作物照相机”已经是第四代产品。它挂载近10种高精度传感器,芯片上还搭载自有算法。这算法依托华中农业大学多个育种团队多年积累的作物表型数据研发,能深度“理解”育种人员需要采集的数据,做到定制化开发。

把它放在田里,便自动启动,横跨过一垄小麦,沿着田垄缓缓移动。无需额外操作,小麦各项生长数据就汇总到了电脑上。在小麦分蘖角度测量上,机器人测量的数据可以把精确度提高到1度之内。

研发人员在田间对设备进行调试。 受访企业供图

人们看不见、摸不着的作物表型,机器人也可以测量,这使研究方向更加多元化。比如,我们可以用高光谱测量传感器“看透”小麦叶片含水量等情况,掌握抗旱情况。我们还可以安装像素更高的照相机,看见肉眼不可见的虫害、卷边等。

田地高低不平,农作物外观也会随着生长每天发生变化。机器人会不会认错?机器人的“眼睛”能够自动矫正图形数据,在颠簸状态下,它也能准确认出每株作物,逐个记录生长情况。

设备的采集工作不受地形影响。 受访企业供图

这台机器人接近两人高,四个厚轮胎让它能顺利通过水田、土坑、鼓包等,广泛应用在玉米、水稻等各种育种工作中,忠实服务于农业科研工作,加速农业科研成果落地。

【大众点评】

华中农业大学小麦育种团队研究员 晋刘杰

我们使用这台机器人辅助小麦育种工作已经三年多了,育种效率大大提升。过去,我们2个研究员工作2天才能集齐500多份材料,现在用机器人只需要2小时。这台机器跟我们去过气候湿润的海南,也去过海拔两三千米的云南大山,它收集的数据一直非常准确,不受外界因素影响。靠着这台机器,我们小麦育种的许多阶段性实验结果,产出时间提前了一两年,未来这些加快培育的好种子,也能争取早日种到田地里。

(整理:长江日报记者秦璟 动图:张莉)

【编辑:丁翾】

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