PlantScreen™ Compact System – это транспортёрная (конвейерная) роботизированная платформа, предназначенная для автоматизированного фенотипирования и выращивания небольших и средних по размеру растений (до 50 см в высоту), таких как Arabidopsis thaliana, клубника, газонные травы, молодые бобовые (соя), табак, кукуруза и др. Растения размещаются на поддонах, адаптированных под разные паттерны посадки (одиночные горшки, мультиюэлл-пластины и т. д.). Система обеспечивает сбор многоспектральных изображений (обычно сверху и сбоку), автоматическую подачу воды и питательных веществ, а также возможность осветления/адаптации в заданных условиях.
Основные возможности
Транспорт растений:
- Поддоны с растениями перемещаются по конвейеру в автоматизированные модули съёмки (камеры).
- Можно использовать разные форматы (горшки, контейнеры, мультиюэлл-пластины).
Автоматизированная съёмка:
- Получение многоканальных данных (RGB, гиперспектр, термовизор, хлорофилл-флуоресценция, 3D-сканирование и др.)
- Возможность поворота/подъёма горшка для съёмки под разными углами.
Прецизионная ирригация:
- Станция взвешивания и полива (watering station) для каждого растения/группы.
- Программируемый полив водой или питательными растворами, настройка разных режимов (засуха, перелив).
Освещение и адаптация:
- Встроенные LED-решения для контролируемого спектра и интенсивности.
- Туннель адаптации (light/dark adaptation), позволяющий стандартизировать условия перед физиологическими измерениями.
Контроль среды:
- Возможна установка датчиков (температура, влажность, интенсивность/качество света).
- Данные о среде коррелируются с физиологическими показателями растений.
Гибкая архитектура:
- Дополнительные модули (камеры, акклимационные камеры, станции подачи удобрений и т. д.) могут быть добавлены по мере развития проекта.
Программное обеспечение
PlantScreen™ Software обеспечивает:
- Полный контроль систем транспортировки, освещения, датчиков.
- Сбор данных, обработку изображений и формирование базы данных (SQL).
- Дружелюбный интерфейс с веб-доступом (remote).
- Встроенный планировщик (calendar function) для многократных экспериментов, опций случайности (randomization) и разных протоколов для групп растений.
- Обработка данных «на лету», доступ к результатам (сырым и обработанным) через секунды после съёмки.
- PlantScreen™ Analyser: просмотр, группировка, повторная обработка, экспорт данных.
- Система уведомлений (SMS, e-mail), 24/7 онлайн-поддержка.
Ключевые особенности IT-решения:
- Открытая структура базы данных
- Различные уровни доступа (authentication mechanism)
- Online-мониторинг параметров окружающей среды
- Взаимодействие с другими модулями (например, полив, внешние датчики)
Обработка и культивирование растений
- Высокоточная ирригация: индивидуальный или групповой режим полива питательным раствором.
- Туннель адаптации: можно обеспечить нужные световые/темновые условия перед съёмкой (до 2000 мкмоль·м⁻²·с⁻¹).
- Контролируемая среда: система может быть размещена в крупной камере роста или теплице, для точного регулирования температуры, влажности, световых циклов.
Датчики (Imaging Sensors)
За последние 20 лет PSI разработала спектр неинвазивных методов измерения для PlantScreen™:
- RGB цифровые изображения (морфология, рост, оценка цвета).
- Кинетическая хлорофилл-флуоресценция (PSII активность, стресс, NPQ, FV/FM и т. д.).
- Гиперспектральная съёмка (видимый и/или ближний ИК).
- Тепловизионная (thermal) камера.
- 3D-сканирование и моделирование (оценка структуры, площади листьев).
- Ближний ИК (NIR) Imaging.
Сферы применения
- Высокопроизводительный скрининг различных генотипов
- Мониторинг морфологии и скорости роста
- Управление питательными элементами (оптимизация, изучение нехватки/избытка)
- Оценка фотосинтетической производительности
- Выявление устойчивости к абиотическим стрессам (засуха, солевой и т. д.)
- Взаимодействие с патогенами (биотический стресс)
- Определение ключевых признаков (traits) для breeding-программ
- Химический скрининг (агрохимия, инсектициды, пестициды)
- Влияние на урожайность (crop yield)
Индивидуальные решения
PlantScreen™ Compact System — модульная платформа, позволяющая наращивать функционал по мере изменения потребностей. Можно адаптировать габариты системы, формат горшков, набор сенсоров. PSI также предлагает возможность тестирования и proof-of-concept исследований в PSI Research Center.
Почему PlantScreen™ Phenotyping System
- Точный и быстрый метод высокопроизводительного фенотипирования
- Автоматизация измерения морфологических и физиологических параметров
- Интегрированная БД и мульти-сенсорный анализ
- Гибкость и настройка под конкретные вопросы исследования
- 20+ лет опыта PSI в создании систем для оптического анализа растений