点击查看原图 [87KB]康奈尔大学开发的机器人（PPB）将被部署到美国的四个葡萄育种项目

       今年春天，美国康奈尔大学开发的机器人（PPB）将部署到美国各地的四个酿酒葡萄育种项目，以指导全球葡萄和葡萄酒产业实现现代化。

       这些自动机器人将在葡萄园中巡视，使用计算机视觉收集每颗葡萄藤的生理状态数据，通过将这些数据与十年来葡萄育种数据相结合，使育种专家和种植者能够实时逐片评估葡萄园的状况，直至达到化学水平。

       PPB机器人的推出是在康奈尔大学一个新的四年期项目的第一年进行的，该项目在全国范围内拨款1000万美元由明尼苏达大学领导的美国国家食品和农业研究所特种作物研究计划（NIFA-SCRI）组织实施。这项拨款扩展了NIFA-SCRI之前资助的葡萄基因1和2项目，这是一个长达十年的合作项目，由康奈尔大学领导的科学家组成的国家团队发现了许多控制葡萄重要性状的基因，如抗病性、抗虫性、水果和葡萄酒质量。有了这些宝贵的新基因资源，美国全国各地的葡萄育种家能够在创纪录的短时间内储备优质和抗病的新葡萄品种。

       康奈尔大学的新项目重点是通过结合植物病理学、计算机视觉、人工智能和机器人技术，将VitisGen的基因和技术创新引入葡萄园。这项工作对于鼓励种植者广泛种植VitisGen生产的新型抗病葡萄品种至关重要。目前种植的几乎所有葡萄品种都极易受到白粉病和霜霉病的影响。在过去的140年里，世界各地的种植者使用了多种化学杀菌剂来控制病害。

       康奈尔农业科技大学USDA-ARS葡萄遗传学研究室联合项目主任兼研究植物病理学家Lance Cadle-Davidson表示：“仅采用这些新品种就有可能减少90%的农药使用”。“既然育种家已经将自然抗病性引入到即将商业化的葡萄品种中，葡萄种植者需要更新指导。”

       康奈尔农业科技大学聘请了康奈尔农业科技大学葡萄病理学助理教授、联合首席研究员Katie Gold和综合植物科学学院园艺科助理教授应用机器人学家余江（Yu Jiang）。该团队还包括长期担任VitisGen负责人的园艺科综合植物科学学院的植物育种和遗传学教授Bruce Reisch，以及康奈尔生物信息设施联合主任Qi Sun。

       康奈尔农业科技大学使用成像光谱学进行疾病检测，为VitisGen的新品种设计低投入的疾病管理程序。

       PPB机器人是在VitisGen2期间形成的，此前余江教授通过开发基于人工智能的模型，利用数字成像技术检测和量化葡萄上的白粉病和霜霉病，帮助Lance Cadle-Davidson加快了实验室评估数千棵幼苗的过程。余江教授用这些模型驱动Lance Cadle-Davidson的自动RGB显微镜机器人发现，这样可以评估的葡萄幼苗数量增加了60倍，并且发现人工智能比人类更准确地量化疾病程度。

       在这个项目中，余江教授正在使用成像光谱仪（也称为高光谱传感器）扩大PPB的检测范围，以将VitisGen实验室的调查扩大到葡萄园，并使育种人员能够在其自然环境中对葡萄进行表型鉴定，在可见症状出现之前检测疾病，并在实验室中开始确定抗病性背后的机制。

       余江教授希望将PPB机器人家族商业化，以便葡萄种植者能够大规模监测葡萄园的疾病以及葡萄生长的许多其他方面。他说，这项合作是跨学科研究如何加速下一代农业系统设计过程的一个主要例子。“我们正在帮助育种家能够更快地应对葡萄藤的变化”。

       这些不可预测的变化中有许多是由于气候变化造成的，气候变化只会增加纽约州的病虫害压力，纽约州的这种压力已经高于美国其他主要葡萄种植区。为了使该州150亿美元的产业继续蓬勃发展，葡萄种植者必须采用新的抗病品种和精确管理方法。

       在该项目的实施过程中，有65多名联合研究人员在此项新技术的前沿进行了合作。Lance Cadle-Davidson表示：我们现在能够实现的将是如此激动人心、强大，甚至可能是革命性的。（信息来源：techbriefs.com）

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