PlantScreen™ Modular System – это гибкая роботизированная система для высокоточного цифрового фенотипирования и выращивания растений более крупного размера (таких как кукуруза, пшеница и др.) на протяжении полного жизненного цикла. Каждое растение располагается в транспортировочном диске, к которому можно адаптировать различные насадки (вкладыши) для горшков разных габаритов.
Особенности системы
Интеграция в теплицу/полуконтролируемую среду
- Платформа может быть установлена в существующую теплицу или в зону с частично регулируемыми условиями.
- Растения в отдельных горшках (вложенных в диски) перемещаются к модулям съёмки и станциям ирригации.
Транспорт и масштабируемая конфигурация
- Использование системы поддонов/дисков, рассчитанных на большие растения высотой до 50 см.
- Возможность трансфера между зонами культивирования, блоками адаптации (light/dark), камерами съёмки и станциями полива.
Многосенсорные данные
- Обычно используются вид сверху (top-view) и вид сбоку (side-view).
- Возможны различные типы сенсоров (RGB, гиперспектральная камера, термовизионная камера, хлорофилл-флуоресценция, 3D и др.).
Автоматизированная ирригация
- Прецизионная станция взвешивания и полива, позволяющая задавать полив по массе/объёму/заданным схемам (дефицит влаги, переувлажнение).
Адаптация растений
- Туннель (световой/темновой) для стабилизации физиологического состояния перед измерениями (e.g. флуоресценция, термография).
- Программируемая система LED освещения с интенсивностью до 2000 мкмоль·м⁻²·с⁻¹.
Датчики окружающей среды
- Возможность установки датчиков влажности, температуры, интенсивности/спектра света и др.
- Корреляция физиологических параметров растений с условиями среды.
Ручная зона обслуживания
- Модуль для ручной загрузки/выгрузки растений, пробоотбора и обслуживания, в то время как автоматический режим для остальных продолжается.
Программное обеспечение
PlantScreen™ Software:
- Полное управление:
- Модулями транспортировки и позиционирования
- Освещением, поливом, датчиками
- Измерительными камерами (RGB, тепловизор, гиперспектр, хлорофилл-флуоресценция и др.)
- Сбор и анализ данных:
- Хранение в SQL-базе, доступ к результатам через секунды после записи
- Графический интерфейс для группировки, сортировки, экспорта
- Поддержка многопользовательского режима (аутентификация, права)
- Планировщик экспериментов:
- Планирование с помощью календаря
- Одновременный запуск нескольких экспериментов
- Случайное распределение (randomization)
- Настройка различных протоколов (освещение, адаптация, полив) для отдельных растений или групп
- Уведомления:
- SMS, e-mail при важных событиях/ошибках
- 24/7 онлайн-поддержка PSI
- Дистанционный доступ к системе (web-based)
Датчики (Imaging Sensors)
PSI уже более 20 лет разрабатывает методы неинвазивного анализа растений, интегрированные в PlantScreen™:
- RGB-камера (оценка морфологии, размера, цвета листьев)
- Кинетика хлорофилл-флуоресценции (состояние фотосистемы II, NPQ, FV/FM и пр.)
- Гиперспектральная съёмка (видимый + ближний ИК)
- Термовизионная (thermal) камера (температура листьев, стресс)
- 3D-сканирование (моделирование формы, оценка площади листьев, объёма)
- NIR Imaging (ближний ИК-диапазон)
Все данные (сырье + обработка) сохраняются в SQL-базе, доступ к ним открытый, поэтому пользователь может применять свои скрипты для анализа.
Сценарии использования
- Поиск и отбор признаков (traits), позволяющих культурам противостоять абиотическим/биотическим стрессам
- Высокопроизводительный скрининг (High-throughput) больших наборов генотипов
- Изучение морфологии, оценки роста и архитектоники растений
- Оптимизация питательного режима (N, P, K и др.)
- Фотосинтетическая производительность (анализ флуоресценции)
- Стрессоустойчивость (засуха, засоление, перепады температур)
- Химический скрининг (агрохимикаты, пестициды)
- Взаимодействие с патогенами
- Улучшение (breeding) ключевых культур
Индивидуальные решения (Customised solutions)
PlantScreen™ Modular System:
- Модульная конструкция
- Можно увеличить производительность (больше линий транспортировки, добавление камер)
- Возможна адаптация размеров (высота растений, формат горшков)
- Proof-of-concept эксперименты доступны в PSI Research Center.
Почему стоит использовать PlantScreen™ Phenotyping Systems
- Автоматизация: сокращение ручного труда, повышение точности и объективности данных.
- Гибкость: возможность адаптации датчиков, освещения, методов культивирования.
- Опыт PSI: более 20 лет в разработке систем неинвазивного анализа растений.
- Глобальная признанность: системы PlantScreen™ используются во многих лабораториях и научных центрах по всему миру.
- Поддержка: Биологическая и техническая помощь, возможность консультаций, онлайн-поддержка, масштабируемость.