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来自康奈尔和宾夕法尼亚州立大学的研究人员正在开发一种高科技,便携式成像系统,将通过使冬季葡萄修剪更有效地提高利润和产量。

由于宾夕法尼亚州葡萄酒营销和研究计划的补助金,这项研究是可能的。该奖项今年开始于60,000美元;赠款将每年更新,依赖进步,长达三年,总数为16万美元。

“我们希望有一个热成像和多光谱成像系统,种植者可以安装在一辆全地形车辆上,通过他们的葡萄园,它将产生一个活芽和死芽的地图,然后可以用来指导他们的修剪操作,”他说Justine Vanden Heuvel.他是该项目的首席研究员,也是康奈尔农业科技公司(Cornell AgriTech)的葡萄栽培教授。

在东北,对芽的寒冷伤害是葡萄种植者的主要问题。冬季和春季变暖,随后突然严重寒冷可以杀死芽,因为葡萄藤在变暖的咒语后失去了冷酷的僵硬。在多年来的温度波动,芽死亡率可以达到90%。

Vanden Heuvel说:“我们必须真正了解葡萄园不同部位的死亡率,以便指导修剪工作,因为修剪是葡萄栽培师最重要的工作之一。”“它决定了笋数,然后作为它的函数决定了产量。”

为了确定藤蔓上死亡芽的百分比,种植者必须用剃刀刀片手动切割节点来样本并评估芽损伤的百分比。当他们知道葡萄藤上的活芽比例时,他们可以相应地修剪,以获得适当的收益率和美味葡萄的合适数量。

但许多种植者跳过这一步骤,这需要几个小时的培训劳动力。这种做法也损害了葡萄藤。如果没有评估,种植者通常会不正当地修剪,并最终得到太高或太低的收益率;当产量太高时,水果中的糖很低,使它们变得可怜的葡萄酒葡萄;当太低时,水果销售不会覆盖生产成本。

“我们的愿景是,我们希望最大限度地提高种植者的盈利能力,特别是对于纽约州的葡萄种植者,”康奈尔Agritech系统工程和数据分析助理研究教授余江“助理研究教授说;他的计划专注于发展数字农业的系统。

热成像可以检测芽中的水含量,这些水含量比死在死亡的芽更大。但是,许多现有的热摄像头具有低分辨率,葡萄芽是微小的,使它们难以图像。

为了解决这个问题,研究小组计划整合高分辨率多光谱成像技术,该技术利用基于预先确定的活芽和死芽的最佳波长的光谱特征。这些图像将通过深度学习模型进行处理,该模型能够识别芽的位置,并区分活芽和死芽。

当花蕾被探测到时,一个机械臂会将摄像机放置在正确的位置,以获取热图像,以验证多光谱数据,并清楚地区分活的和死的花蕾。这两种技术结合在一起可以对数据进行交叉核对,提高数据的准确性。所有这些技术将集成到一个独立的系统,可以很容易地附加到全地形车。

“我们的目标是开发一种易于使用的技术,以便种植者可以以体面的速度驾驶,并使系统为他们收集这些数据,”Vanden Heuvel说。

从今年4月开始,该团队还收到了每年每年40,000美元的康奈尔Agritech风险基金授权。赠款提供资金开发一个自治机器人平台,可以为各种专业作物提供多峰传感系统。该机器人的第一次应用将是将其与成像系统集成并通过葡萄园自动驱动,自主收集芽存活率的数据。

宾夕法尼亚州植物科学助理教授Co-Pi Michela Centinari是葡萄寒冷的专家。

本文也出现在康奈尔纪事中。

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