Mabadiliko ya hali ya hewa yanaleta changamoto kubwa kwa wafugaji. Roboti mahiri na teknolojia ya X-ray huwasaidia kuchagua sampuli za mimea inayostahimili joto ili kuchaguliwa. Sensorer katika mashine ya hali ya juu zilitengenezwa na Kituo cha Fraunhofer cha Maendeleo ya Teknolojia ya X-ray, mgawanyiko wa Taasisi ya IIS ya Fraunhofer ya Mizunguko Jumuishi. Lango la Phys.org.
Majira ya joto yanazidi kuwa moto. Msimu huu wa kiangazi pekee, Ujerumani imekumbwa na joto kali, huku halijoto ikifikia hadi 40°C. Ukame pia uliathiri mimea.
Kwa ugavi wa kutosha wa maji, mimea inaweza kupozwa na uvukizi. Hata hivyo, hawawezi kufanya hivyo wakati wanasisitizwa na ukame. Ndio maana wafugaji wanatumai kukuza mimea inayostahimili joto na ukame ambayo inaweza kuishi kwa maji kidogo na bado kutoa mazao mazuri huku ikihitaji kiwango kidogo sana cha mbolea na dawa za kuulia wadudu.
Wafugaji hupokea usaidizi kutoka kwa watafiti katika Fraunhofer EZRT, ambapo utafiti umefanywa kwa miaka mingi kuhusu teknolojia ya kubainisha aina za mimea. Hii inarejelea mwonekano wao, unaojumuisha mambo mengi kama vile saizi ya jani, nafasi ya majani, unene wa mizizi na mavuno. "Watu wamekuwa wakichagua mazao kulingana na sifa za nje kwa maelfu ya miaka," aeleza Dk. Stefan Gert, mkuu wa idara ya AMS katika Kituo cha Fraunhofer cha Maendeleo ya Teknolojia ya X-ray. "Tunatengeneza teknolojia ili kupima sifa hizi za ajabu na kuboresha ufugaji kulingana na data hizi."
Timu ya utafiti inayoongozwa na Dk. Gert imeunda DeBiFix, roboti ya shamba kwa ajili ya kilimo. Inaweza kuendelea kuchukua x-rays ya mimea. Wakati huo huo, hutoa picha za 3D kwa kutumia mfumo wa macho. Hii ni habari muhimu kwa mfugaji - inamruhusu, kwa kweli, kuangalia ndani ya masikio ya ngano au chini ya kichaka cha viazi na kuamua ikiwa aina wanayokua hutoa mazao mazuri.
Lengo muhimu zaidi la mradi wa kilimo mahiri wa Fraunhofer ni kusaidia wafugaji. Ndani ya mfumo wake, Kituo cha Teknolojia ya Upepo cha Kiwanda cha Fraunhofer hufunguliwa huko Triesdorf, Bavaria. Katika hatua hii, Dk. Gert na wenzake wanakusudia kukuza uzoefu na kuutumia katika maisha halisi.
Katika chumba cha maabara cha uchapaji picha za mimea chini ya hali zinazodhibitiwa na hali ya hewa katika Fraunhofer EZRT huko Fürth, Dk. Gert anaonyesha jinsi wafugaji watafanya kazi katika siku zijazo. Juu ya ukanda mwembamba wa kusafirisha mbele ya kitengo cha X-ray, sufuria zilizo na mimea mbalimbali iliyopandwa hupangwa kwa safu nadhifu. Mlango wa mashine ya X-ray hufunguliwa na sufuria huingia ndani. Mara tu mlango unapofungwa, sufuria hupitia CT scan.
“Zaidi ya miaka kumi iliyopita, tulianza mimea ya viazi ya X-raying ili kupata habari kuhusu ukuzi wa kiazi,” aripoti Dakt. Gert. "Kulingana na eksirei za 3D, tunaweza kuamua uzito wa mizizi bila kuichimba." Utaratibu huu hutumiwa kwa kazi kama vile kuchagua aina zinazostahimili joto. Kwa kusudi hili, mimea huwekwa kwenye maabara chini ya hali ya dhiki ya joto. Uchunguzi kisha unaonyesha ni mimea gani yenye ufanisi zaidi katika kukabiliana na mfadhaiko, ikizalisha mizizi yenye nguvu licha ya joto.
Ingawa uchunguzi wa kwanza wa CT ungeweza tu kuonekana kupitia mizizi minene na mizizi, mifumo mipya zaidi inaweza pia kunasa muundo mzuri wa chini ya ardhi wa mizizi ya ngano. "Mashine yetu mpya ya X-ray ndiyo mfumo wa hali ya juu na wenye nguvu zaidi wa kuchanganua sehemu za mimea chini ya ardhi," asema Dk. Gert.
Watafiti katika Fraunhofer EZRT pia wanafanya taswira ya kidijitali ya 3D ya sehemu za mimea zilizo juu ya ardhi, kama vile majani na masikio ya ngano. Data hii inaweza kutumika sio tu kuamua eneo la jani - picha za 3D pia hutoa habari kuhusu uvumilivu wa joto wa mmea. Je, mmea huinua majani yake ili kujikinga na jua? Je, majani hujikunja kwa sababu ya msongo wa mawazo?
Utendaji wa mifumo ya utambuzi wa mmea wa Fraunhofer EZRT ulionyeshwa wazi katika uwanja wa majaribio wa kampuni ya mbegu ya Strube D&S GmbH. Katika kesi hiyo, mfano wa pili wa BlueBob ulitumiwa, robot ya shamba ambayo huenda kwa kujitegemea na huondoa moja kwa moja magugu kwenye mashamba ya beet ya sukari. Kusonga kati ya safu, anarekodi picha za mimea yote hai kwa kutumia kamera za multispectral.
"Kwa kutumia akili ya bandia aina ya kila mmea huchambuliwa na kuainishwa kama magugu au mmea wa beet,” anaeleza Christian Hügel, mkuu wa Kituo cha Kiufundi cha Utafiti wa Mbegu huko Strub.
Moja ya maeneo makuu ya kazi katika kituo kipya huko Triesdorf itakuwa usindikaji wa data iliyopatikana wakati wa phenotyping. "Lengo letu kuu ni kutumia teknolojia yetu kusaidia ndogo na za kati wafugaji wa mimea“, anasisitiza Dk. Gert.