室內(nèi)植物表型成像系統(tǒng)WIWAMconveyor

產(chǎn)品型號(hào)： 比利時(shí)WIWAM

所屬分類(lèi)：溫室植物表型

更新時(shí)間：2020-05-11

簡(jiǎn)要描述：室內(nèi)植物表型成像系統(tǒng)WIWAMconveyor是一款基礎(chǔ)可重復(fù)性強(qiáng)大表型成像機(jī)器人，用于對(duì)小型、中型和大型植物，如擬南芥植物研究和表型分析，也可對(duì)番茄、大豆、玉米等較大植株等進(jìn)行表型分析等研究，也可對(duì)培養(yǎng)皿、多孔板，花盆等進(jìn)行成像，訂購(gòu)時(shí)需提供研究植物種類(lèi)和要求尺寸。

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?WIWAM植物表型成像系統(tǒng)由比利時(shí)SMO公司與Ghent大學(xué)VIB研究所研制生產(chǎn)，整合了LED植物智能培養(yǎng)、自動(dòng) 化控制系統(tǒng)、葉綠素?zé)晒獬上駵y(cè)量分析、植物熱成像分析、植物近紅外成像分析、植物高光譜分析、植物多光譜分 析、植物CT斷層掃描分析、自動(dòng)條碼識(shí)別管理、RGB真彩3D成像等多項(xiàng)*技術(shù)，以較優(yōu)化的方式實(shí)現(xiàn)大量植物樣 品——從擬南芥、玉米到各種其它植物的方位生理生態(tài)與形態(tài)結(jié)構(gòu)成像分析，用于高通量植物表型成像分析測(cè)量、植 物脅迫響應(yīng)成像分析測(cè)量、植物生長(zhǎng)分析測(cè)量、生態(tài)毒理學(xué)研究、性狀識(shí)別及植物生理生態(tài)分析研究等。

SMO是歐洲著名的機(jī)械設(shè)備制造與設(shè)計(jì)工程公司，是一家將大規(guī)模自動(dòng)化理念和工業(yè)級(jí)零件和設(shè)備整合入 植物成像系統(tǒng)的廠家，在機(jī)械自動(dòng)化以及機(jī)器視覺(jué)成像領(lǐng)域擁有豐富的設(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為歐洲*客戶(hù)提供機(jī)械設(shè)計(jì) 解決方案，SMO公司將機(jī)械領(lǐng)域的*理念帶入了植物表型機(jī)器人領(lǐng)域，所采用的配件均為工業(yè)界廣泛認(rèn)可的高品質(zhì) 配件，耐受苛刻環(huán)境，另外表型設(shè)備領(lǐng)域的諸多自動(dòng)化配件，均由SMO公司自主設(shè)計(jì)，因公司擁有極為強(qiáng)大的工程師 團(tuán)隊(duì)，基于工業(yè)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，可針對(duì)不同客戶(hù)需求，一般2-3周就可以提供極復(fù)雜表型成像系統(tǒng)的解決方案。目前 WIWAM植物表型平臺(tái)分為WIWAM XY，WIWAM Line以及WIWAM Conveyor 3個(gè)系列，同時(shí)還提供WIWAM Boxing柜 式成像系統(tǒng)，也提供野外表型成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

室內(nèi)植物表型成像系統(tǒng)WIWAMconveyor產(chǎn)品介紹

WIWAM conveyor是一款集成機(jī)器人解決方案，用于高通量可重復(fù)表型平臺(tái)，用于大型植物如玉米。該機(jī)器人可進(jìn)行自動(dòng)灌溉，允許定期對(duì)多種植物生長(zhǎng)參數(shù)測(cè)量。WIWAM Conveyor代替了很多手工操作，省時(shí)省錢(qián)，精度高。該WIWAM機(jī)器人傳送帶網(wǎng)絡(luò)組成，可將植物傳送到1或多臺(tái)稱(chēng)重澆水站以及成像柜，成像柜中安裝有一系列的非損害性照相系統(tǒng)。全套系統(tǒng)可以安裝在現(xiàn)有溫室，由高品質(zhì)工業(yè)部件構(gòu)成。典型應(yīng)用是植物種植在不同各自花盆內(nèi)。這些花盆在傳送帶系統(tǒng)上以小車(chē)運(yùn)輸?；ㄅ韬托≤?chē)均有*識(shí)別碼(分別QR和RFID碼)，從其固定生長(zhǎng)區(qū)域傳送到稱(chēng)重和灌溉站以及成像柜，都可對(duì)每植株進(jìn)行個(gè)性處理。成像平臺(tái)是封閉區(qū)域，配有適合照像的光照條件，配有旋轉(zhuǎn)平臺(tái)提升裝置，可從觀察角度穩(wěn)定獲得圖像，聚焦遠(yuǎn)處感興趣部分。成像柜可以容納一系列照相系統(tǒng)，用于非損害性圖像獲取。

稱(chēng)重和灌溉站位置，植物在澆水時(shí)旋轉(zhuǎn)，以在花盆獲得較佳水分布。灌溉精度*可達(dá)+/-1mL。澆水后，可應(yīng)用容器中準(zhǔn)備好的不同溶液。另外，灌溉可以基于對(duì)目標(biāo)重量計(jì)算或固定量。這方法可以保證在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的精確土壤濕度水平。通過(guò)集成光、溫度和濕度傳感器監(jiān)控環(huán)境，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)生長(zhǎng)條件。 

該系統(tǒng)的精明之處在于包括1個(gè)處理區(qū)，系統(tǒng)可以提取和檢索所需號(hào)碼的屬于特定基因組或處理的植株。系統(tǒng)用戶(hù)可進(jìn)入操作區(qū)，可視覺(jué)觀察植物或手工操作植物，如測(cè)量特定植物性扎狀，或提取部分植物做分子或化學(xué)分析。系統(tǒng)另外一精明特征是可將外部植物裝載到系統(tǒng)中，例如生長(zhǎng)在另外一間溫室或生長(zhǎng)箱中的植物，可將其在稱(chēng)重和灌溉站成像和/或處理。

特點(diǎn)

稱(chēng)重和灌溉站位置，植物在澆水時(shí)旋轉(zhuǎn)，以在花盆獲得較佳水分布。灌溉精度*可達(dá)+/-1mL。澆水后，可應(yīng)用容器中準(zhǔn)備好的不同溶液。另外，灌溉可以基于對(duì)目標(biāo)重量計(jì)算或固定量。這方法可以保證在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的精確土壤濕度水平。通過(guò)集成光、溫度和濕度傳感器監(jiān)控環(huán)境，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)生長(zhǎng)條件。

該系統(tǒng)的精明之處在于包括1個(gè)處理區(qū)，系統(tǒng)可以提取和檢索所需號(hào)碼的屬于特定基因組或處理的植株。系統(tǒng)用戶(hù)可進(jìn)入操作區(qū)，可視覺(jué)觀察植物或手工操作植物，如測(cè)量特定植物性扎狀，或提取部分植物做分子或化學(xué)分析。系統(tǒng)另外一精明特征是可將外部植物裝載到系統(tǒng)中，例如生長(zhǎng)在另外一間溫室或生長(zhǎng)箱中的植物，可將其在稱(chēng)重和灌溉站成像和或處理。

室內(nèi)植物表型成像系統(tǒng)WIWAMconveyor優(yōu)勢(shì)

所有表型平臺(tái)均為SMO工程部門(mén)自主設(shè)計(jì)、針對(duì)課題組的研究項(xiàng)目快速、準(zhǔn)確提供技術(shù)方案，設(shè)備中諸多備件為自主生產(chǎn)和設(shè)計(jì)；公司軟件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)針對(duì)具體項(xiàng)目提供有針對(duì)性的WIWAM定制軟件；SMO和VIB自主開(kāi)發(fā)PIPPA 數(shù)據(jù)管理、視覺(jué)成像和分析軟件，系統(tǒng)高效處理整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的大數(shù)據(jù)；PIPPA 軟件可安裝在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上（包括專(zhuān)有用戶(hù)管理系統(tǒng)），網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)計(jì)算機(jī)均可操作；在PIPPA軟件內(nèi)，可集成整合外來(lái)分析數(shù)據(jù)和文本；易于獲取數(shù)據(jù)庫(kù)和原始圖像數(shù)據(jù)；與客戶(hù)自有IT技術(shù)設(shè)施進(jìn)行整合；針對(duì)客戶(hù)對(duì)表型設(shè)備運(yùn)行環(huán)境了解欠缺的事實(shí)，提供表型設(shè)備生長(zhǎng)室、溫室建設(shè)交鑰匙設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)如 照明、溫度、濕度等控制，提供一站式表型研究解決方案；專(zhuān)門(mén)技術(shù)人員維護(hù)設(shè)備、定期指導(dǎo)維護(hù)硬件；代理密切溝通服務(wù)、提供支持反饋；自主電路設(shè)計(jì)、建筑內(nèi)電柜設(shè)計(jì)、機(jī)械電纜布線(xiàn)以及PLC管理所有室內(nèi)設(shè)施，將工業(yè)領(lǐng)域理念灌輸?shù)娇蒲兄?；多篇利用WIWAM系統(tǒng)進(jìn)行研究的文章發(fā)表在*期刊如Nature Biotechnology等上面；迅速增長(zhǎng)的用戶(hù)群；采用開(kāi)放式框架設(shè)計(jì)，可整合市面上的所以種類(lèi)成像模塊。

應(yīng)用領(lǐng)域

遺傳資源和序列數(shù)據(jù)快速積累，但將該信息與基因功能相關(guān)聯(lián)的進(jìn)程要緩慢的多，這表明植物表型是理解基因 編碼過(guò)程以及應(yīng)用該知識(shí)改善作物產(chǎn)量的主要瓶頸。*表型工作是耗勞力和教具技術(shù)挑戰(zhàn)性的部分，成本高且耗時(shí)。但該“表型瓶頸”已可通過(guò)集成新型圖像獲取技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、圖像分析技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)解決。WIWAM 植物表型成像系統(tǒng)集成了這些技術(shù)，替代了很多人工處理。該植物表型平臺(tái)可應(yīng)用到多個(gè)研究領(lǐng)域，包括植物生 長(zhǎng)調(diào)節(jié)、耐旱研究、植物生理、鹽堿或重金屬脅迫反應(yīng)等。也可在不同光照條件，營(yíng)養(yǎng)水平或土壤類(lèi)型下，研究化 學(xué)物影響.

產(chǎn)品可選配模塊

葉綠素?zé)晒獬上衲K

葉綠素?zé)晒獬上駥儆诙ㄖ苹O(shè)計(jì)，成像面積范圍是從30x30cm到200x200cm，是目前適合大型植物植株成像的熒光成像系統(tǒng)。它可以頂部成像，也可以側(cè)面成像，甚至頂部和側(cè)面都成像；集成到高通量植物表型平臺(tái)中，進(jìn)行高通量的光合表型測(cè)量。該模塊技術(shù)參數(shù)如下：Fo, FI, Fm, Ft, Fm’, FI’, Fo’, Fv/Fm, φPSII, φRO, NPQ, qN, qP, Rfd, NDVI,  RNIR, RChl, RAnth, RRed, RGreen, RBlue, Chl. Index, Ant. Index等。

葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)參數(shù)

IT解決方案和儲(chǔ)存

WIWAM軟件在工業(yè)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，觸摸屏。該軟件配有用戶(hù)友好圖形界面，用于控制機(jī)器人站行為以及以*靈活度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?？赏瑫r(shí)運(yùn)行多組實(shí)驗(yàn)，可運(yùn)行不同隨機(jī)模式，可及時(shí)規(guī)劃單個(gè)植株或一組植株的處理。在預(yù)設(shè)啟動(dòng)時(shí)間，PC機(jī)將向工業(yè)PLC發(fā)送指令，照管機(jī)器人移動(dòng)。所有成像，稱(chēng)重/澆水以及環(huán)境數(shù)據(jù)均可存于SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄后可用于分析記錄。系統(tǒng)采用了開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，可以直接獲取圖像。該平臺(tái)可以與高性能計(jì)算相連，用于分析儲(chǔ)存數(shù)據(jù)或者可與本地服務(wù)器設(shè)施整合。

SMS郵件服務(wù)可以通知用戶(hù)機(jī)器報(bào)警和錯(cuò)誤，可盡快進(jìn)行用戶(hù)干涉。系統(tǒng)可于任一點(diǎn)暫停和停下，UPS(不間斷電源)可防止數(shù)據(jù)丟失和確保在停電后全系統(tǒng)恢復(fù)。該軟件也有平臺(tái)管理員系統(tǒng)設(shè)置和維護(hù)行為通道。

圖像分析和數(shù)據(jù)可視化

WIWAM Conveyor有VIB開(kāi)發(fā)的圖像分析和數(shù)據(jù)可視化軟件支持，此軟件包，稱(chēng)為PIPPA，是中央網(wǎng)絡(luò)界面和數(shù)據(jù)庫(kù)，一方面用來(lái)為不同類(lèi)型的WIWAM植物表型平臺(tái)提供管理的工具，另一方面用于分析圖像和數(shù)據(jù)。

PIPPA與該平臺(tái)通訊，通過(guò)將PIPPA網(wǎng)絡(luò)界面生成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果傳到平臺(tái)。每個(gè)花盆的處理和基因型信息已在數(shù)據(jù)庫(kù)限定以確保在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)一體性。實(shí)驗(yàn)期間PIPPA對(duì)來(lái)自平臺(tái)的稱(chēng)重，灌溉測(cè)量，環(huán)境數(shù)據(jù)，錯(cuò)誤記錄以及圖像信息進(jìn)行處理分析。PIPPA支持這些圖像后續(xù)處理(旋轉(zhuǎn)/收獲/等)。圖像分析文本可以在PIPPA界面初始化，可設(shè)置于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器運(yùn)行(獨(dú)立版本)或計(jì)算機(jī)群運(yùn)行，以快速生成結(jié)果。隨后，通過(guò)檢查數(shù)據(jù)是否在特定閾值之內(nèi)可在網(wǎng)絡(luò)幾面對(duì)輸出文本進(jìn)行驗(yàn)證，例如，是否生長(zhǎng)相關(guān)性狀，如植物枝條面積一段時(shí)間內(nèi)是否增加。

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