Современная наука стремится минимизировать монотонный ручной труд, чтобы сосредоточиться на сути исследований. В лаборатории физиологии и биохимии растений Субтропического научного центра РАН занялись поиском решений для оптимизации базовых измерений. Один из ключевых вопросов, который возник перед учеными, касался чрезмерного времени, затрачиваемого на эти процедуры. Например, классический метод определения площади листа с помощью трафарета и ручного подсчета кажется архаичным в наше время, когда смартфоны и искусственный интеллект стали обыденностью.
В результате был создан алгоритм для мобильного приложения, использующий лидар обычного телефона. Программа не только делает снимок, но и благодаря гироскопу помогает задать нужный угол в 90 градусов. За доли секунды она вычисляет площадь листа, используя технологию захвата изображения.
На этом исследования не закончились. Сейчас лаборатория сосредоточена на более сложной и перспективной задаче, связанной с уникальным российским прибором – видеоспектрометром АОВ-ИК. Его разработали в Научно-технологическом центре уникального приборостроения РАН. Устройство работает в невидимом коротковолновом инфракрасном диапазоне.
Особенность видеоспектрометра заключается в его способности «просвечивать» растительные ткани, а также работать через дым и пар. Это открывает новые возможности для неразрушающей диагностики плодов, листьев и побегов.
Ученые также работают над созданием алгоритмов для автоматической оценки влагообеспеченности растений с помощью этого прибора. Обычно для этого лист растения взвешивают до и после высушивания, а разница в весе указывает на уровень насыщенности влагой. Задача исследователей – избежать трудоемкого процесса взвешивания и высушивания, получая результаты по снимку видеоспектрометра.
Такой подход позволяет формировать принципиально новые математические модели состояния растений, как отмечают ученые.
Сейчас специалисты создают базу данных субтропических культур и тестируют методы оценки их влагообеспеченности. Однако влагообеспеченность – это лишь один из параметров, который можно определить с помощью видеоспектрометра при наличии соответствующего программного обеспечения. В будущем ученые планируют автоматически оценивать содержание хлорофилла, биохимические маркеры стресса и другие показатели по одному снимку.
Исследовательский коллектив стремится не только проводить эксперименты, но и постоянно совершенствовать инструменты познания. История знает множество примеров, когда новые технологии кардинально меняли подходы. Например, до появления лизиметров изучение водного режима растений было крайне трудоемким: ученые вручную поливали и взвешивали горшки, собирали дренаж и проводили сложные химические анализы. Лизиметры – специальные герметичные емкости, вмонтированные в почву, – автоматизировали ключевой процесс, обеспечивая непрерывный и объективный сбор данных. Это не просто заменило ручной труд, но и освободило время исследователей для анализа, а не для обслуживания эксперимента.
Сегодня новые технологии закономерно смещаются в сферу информационных технологий и искусственного интеллекта. Ученые СНЦ РАН, помимо своих основных задач, продолжают искать способы ускорения, оптимизации и повышения точности работы.
Источник: glavagronom.ru
распечатать статью
