檢測(cè)早期植物病害的無(wú)人機(jī)可以節(jié)省作物

研究人員正在開發(fā)能夠在任何可見跡象顯示之前檢測(cè)植物病害的無(wú)人機(jī)，使農(nóng)民能夠阻止感染。在葉片變色等任何明顯跡象顯示之前，疾病會(huì)對(duì)植物健康產(chǎn)生負(fù)面影響。雖然肉眼看不到這些壓力，但使用特殊過濾器的相機(jī)可以檢測(cè)到這些微妙的變化。

現(xiàn)在，生命科學(xué)與計(jì)算系的研究人員正在與農(nóng)業(yè)服務(wù)公司Agrii合作，制造安裝在無(wú)人機(jī)上的攝像機(jī)。這些攝像機(jī)可以自動(dòng)檢測(cè)早期疾病階段，并在疾病損害作物之前告訴農(nóng)民何時(shí)噴灑。

在適當(dāng)?shù)奈恢迷缙趪姙⒂兄谵r(nóng)民有效地使用殺菌劑并將其用于最佳效果。他們目前正在開發(fā)一種工具來幫助預(yù)測(cè)影響小麥的關(guān)鍵真菌Septoria，但相信這個(gè)概念可以在以后適應(yīng)其他疾病。

負(fù)責(zé)該博士項(xiàng)目的克里斯·亞當(dāng)斯說：“在全面感染發(fā)生之前讓農(nóng)民識(shí)別壓力，這一點(diǎn)在氣候變化時(shí)尤其重要。不可預(yù)測(cè)的環(huán)境使得跟蹤和預(yù)測(cè)疾病具有挑戰(zhàn)性。

“當(dāng)我們需要它們時(shí)，疾病會(huì)降低產(chǎn)量，因?yàn)槿蛉丝谠鲩L(zhǎng)，我們需要養(yǎng)活更多的人口。減少像Septoria這樣的疾病的產(chǎn)量損失將使我們能夠更有效地生產(chǎn)更多的糧食，并在更少的土地上獲益農(nóng)業(yè)，公眾和環(huán)境。“

無(wú)人機(jī)將使用多光譜相機(jī)，它使用特殊濾光片捕獲來自電磁光譜選定區(qū)域的反射光。使用多個(gè)透鏡和不同的濾光片同時(shí)捕獲反射光，使科學(xué)家能夠以不同的方式觀察物體如何反射部分電磁波譜。受脅迫的植物通常顯示出“光譜特征”，使它們與健康植物區(qū)別開來。

亞當(dāng)斯說：“該項(xiàng)目的創(chuàng)新涉及開發(fā)一種解決方案，在其他現(xiàn)場(chǎng)壓力的背景下對(duì)Septoria感染進(jìn)行分類。通過了解不同的壓力如何相互影響及其'光譜特征'，我們將能夠開發(fā)出更好的地圖和預(yù)測(cè)作物病害。“

Imperial的團(tuán)隊(duì)正在建造他們自己的無(wú)人機(jī)和他們自己的多光譜傳感器，以及開發(fā)工具來訓(xùn)練計(jì)算機(jī)程序來分析圖像并根據(jù)疾病進(jìn)展對(duì)其進(jìn)行分類。

當(dāng)亞當(dāng)斯的主管，生命科學(xué)系的Oliver Windram博士通過格蘭瑟姆研究所的科學(xué)和解決方案為變化的地球博士培訓(xùn)合作伙伴計(jì)劃聯(lián)系A(chǔ)grii時(shí)，伙伴關(guān)系就出現(xiàn)了。

Windram博士正在努力確定疾病中個(gè)體植物壓力的早期跡象，并決定詢問Agrii的研究和開發(fā)負(fù)責(zé)人David Langton，他的工作是否與工業(yè)相關(guān)，以及他們?nèi)绾魏献鹘⒓夹g(shù)并試用它。

Windram博士說：“我向他們概述了我們的實(shí)驗(yàn)室做了什么，并告訴他們我們可以應(yīng)用我們的技能組合在作物保護(hù)行業(yè)面臨哪些挑戰(zhàn)。我想在現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)中試驗(yàn)這項(xiàng)工作，Agrii有這種情況。技能和專業(yè)知識(shí)，以更好地了解復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可能會(huì)如何影響結(jié)果。

“合作將加速我們的研究，同時(shí)也提供Agrii可以為農(nóng)業(yè)社區(qū)翻譯并快速部署的解決方案。”

用無(wú)人機(jī)評(píng)估疾病也將有助于Windram博士對(duì)植物病原體的基礎(chǔ)研究。利用該領(lǐng)域的大量數(shù)據(jù)，它可以幫助他更好地了解植物如何在分子水平上以與農(nóng)業(yè)相關(guān)的方式作出反應(yīng)。如果已知潛在的機(jī)制，這可以幫助研究人員培育對(duì)壓力具有更好耐受性的未來作物。

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