Выведение засухоустойчивой кукурузы, которая эффективно использует доступную воду, будет иметь жизненно важное значение для поддержания жизни населения Земли, численность которого оценивается в 9 миллиардов человек к 2050 году. В марте 2014 года Национальный научный фонд (NSF) предоставил Университету Миссури грант в размере 20 миллионов долларов. в рамках межучрежденческого консорциума по изучению того, как кукуруза поддерживает рост корней в условиях засухи. Используя финансирование NSF, инженеры Mizzou в многопрофильной команде разработали роботизированную систему, которая меняет способ, которым ученые изучают сельскохозяйственные культуры и состав растений.
Гуи ДеСуза, адъюнкт-профессор электротехники и компьютерных наук, а также его коллеги и студенты в его Лаборатории интеллектуальной робототехники с визуальным управлением (ViGIR) в партнерстве с такими исследователями, как Феликс Фричи, адъюнкт-профессор наук о растениях в Колледж сельского хозяйства, продовольствия и природных ресурсов и Тодд Моклер, главный исследователь Центра науки о растениях Данфорта, изучают влияние изменения климата на урожай в Миссури. Используя принципы, разработанные в лаборатории ViGIR, DeSouza меняет способ, которым агрономы собирают данные в поле.
«Я работал с CAFNR, помогая им в экспериментах, где мы помогали создавать трехмерные изображения роста корней в лаборатории», - сказал ДеСуза. «Теперь мы создаем робототехнику, чтобы помочь в создании этих изображений в полевых условиях».
Команда инженеров и специалистов по растениеводству разработала комбинированный двухсторонний подход с использованием мобильной сенсорной вышки, а также роботизированного транспортного средства, оснащенного датчиками трех уровней. Башня осматривает заданное поле в радиусе 60 футов, чтобы определить области, подверженные стрессам окружающей среды, в то время как транспортное средство собирает данные об отдельных растениях. Датчики могут измерять различную высоту растения кукурузы, чтобы реконструировать трехмерное изображение.
«Измерения, сделанные с башни, предупреждают нас, если какое-либо из растений находится в состоянии стресса, например, от жары или засухи», - сказал ДеСуза. «Затем башня дает сигнал мобильному роботу, которого мы называем Vinobot, отправиться в определенную область поля и выполнить сбор данных об отдельных растениях. Vinobot имеет три набора датчиков и роботизированную руку для сбора данных о температуре, влажности и интенсивность света на трех разных высотах растения кукурузы. Это называется фенотипированием растений, которое оценивает рост, развитие, урожайность и такие параметры, как толерантность и устойчивость к факторам окружающей среды, сопоставляя их с физиологией и формой растений».
В то время как башня покрывает лишь относительно небольшую площадь, ее можно легко переместить, чтобы покрыть все поле. Эта экономически эффективная мера означает, что будет дешевле иметь больше вышек, размещенных в разных точках поля и работающих одновременно.
«Вышки не только недороги, они также доступны в течение дня и ночи и могут генерировать больше данных, чем любой летательный аппарат», - сказал ДеСуза..