為了了解一株玉米植物的光合作用情況，你需要檢查它的葉子相對(duì)于莖的角度。雖然科學(xué)家們通常必須用量角器手動(dòng)完成這項(xiàng)工作，但現(xiàn)在一個(gè)新的機(jī)器人系統(tǒng)可以更快、更容易地完成這項(xiàng)工作。
AngleNet系統(tǒng)由北卡羅來納州立大學(xué)和愛荷華州立大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)，它將現(xiàn)有的PhenoBot 3.0輪式農(nóng)業(yè)機(jī)器人與基于機(jī)器學(xué)習(xí)的特殊軟件相結(jié)合。安裝在機(jī)器人上的是四個(gè)PhenoStereo相機(jī)模塊，每個(gè)模塊由兩個(gè)相機(jī)和一組頻閃燈組成。這些模塊一個(gè)比一個(gè)排列，中間有空隙。
當(dāng)遙控機(jī)器人沿著一排排玉米植物移動(dòng)時(shí)，攝像機(jī)自動(dòng)捕捉每株植物上不同高度的葉片的立體側(cè)視照片。軟件結(jié)合這些圖像形成這些葉片的三維模型，從中可以計(jì)算出葉片相對(duì)于莖的角度。
此外，由于相機(jī)模塊安裝在已知的高度，因此可以確定葉片離地面有多高--這是另一個(gè)重要的信息。
該研究的第一作者、北卡羅來納州立大學(xué)助理教授項(xiàng)立榮說："在玉米中，你希望頂部的葉子是相對(duì)垂直的，但在莖的更下方的葉子則是更水平的。這使植物能夠收獲更多的陽(yáng)光。專注于植物育種的研究人員監(jiān)測(cè)這種植物結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@為他們的工作提供了參考。"
在對(duì)該技術(shù)的測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)AngleNet系統(tǒng)測(cè)量的葉子角度與手工測(cè)量的葉子角度相差5度以內(nèi)。根據(jù)科學(xué)家們的說法，這一數(shù)額完全在植物育種的公認(rèn)誤差范圍之內(nèi)。
Xiang說："我們已經(jīng)在與一些作物科學(xué)家合作，利用這項(xiàng)技術(shù)，而且我們樂觀地認(rèn)為，更多的研究人員將有興趣采用這項(xiàng)技術(shù)，為他們的工作提供信息。最終，我們的目標(biāo)是幫助加快植物育種研究，以提高作物產(chǎn)量。"
關(guān)于這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《田間機(jī)器人學(xué)雜志》上。
