WIWAM XY植物表型成像分析平臺

產品型號：

所屬分類：WIWAM植物表型成像分析平臺

更新時間：2022-04-28

簡要描述：WIWAM XY植物表型成像分析平臺是一款高通量可重復性表型機器人，用于對小型植物，如小玉米植物研究。該機器人可定期對多種植物參數進行自動化灌溉和并測量多種植物生長參數。WIWAM XY代替了很多手工處理、省時省錢、精度較高。

詳細說明：

WIWAM植物表型成像系統由比利時SMO公司與Ghent大學VIB研究所研制生產，整合了LED植物智能培養、自動化控制系統、葉綠素熒光成像測量分析、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、自動條碼識別管理、RGB真彩3D成像等多項*技術，以較優化的方式實現大量植物樣品——從擬南芥、玉米到各種其它植物的生理生態與形態結構成像分析，用于高通量植物表型成像分析測量、植物脅迫響應成像分析測量、植物生長分析測量、生態毒理學研究、性狀識別及植物生理生態分析研究等。

SMO是歐洲*機械設備制造與設計工程公司，是一家將大規模自動化理念和工業級零件和設備整合入植物成像系統的廠家，在機械自動化以及機器視覺成像領域擁有豐富的設計和實踐經驗，為歐洲*客戶提供機械設計解決方案，SMO公司將機械領域的*理念帶入了植物表型機器人領域，所采用的配件均為工業界廣泛認可的高品質配件，耐受苛刻環境，另外表型設備領域的諸多自動化配件，均由SMO公司自主設計，因公司擁有較為強大的工程師團隊，基于工業領域的豐富經驗，可針對不同客戶需求，一般2-3周就可以提供較復雜表型成像系統的解決方案。目前 WIWAM植物表型平臺分為WIWAM XY，WIWAM Line以及WIWAM Conveyor 3個系列，同時還提供WIWAM Boxing柜式成像系統，也提供野外表型成像系統設計方案。

WIWAM XY植物表型成像分析平臺產品介紹

WIWAM XY是一款高通量可重復性表型機器人，用于對小型植物，如小玉米植物研究。該機器人可定期對多種植物參數進行自動化灌溉和并測量多種植物生長參數。WIWAM XY代替了很多手工處理、省時省錢、精度較高。

WIWAM XY由花盆定位桌面，不同個體線路，底層端口機器人以及1或多個成像或稱重/澆水站組成。全套系統可以安裝在現有生長室，內置高品質工業部件。

植物在各自花盆內生長，預設時間間隔，機器臂提取植物，將其帶到成像和稱重澆水工作站。機器人將桌面上的線路移到旁邊，生成機械臂到定位花盆所需空間，并將其提升脫離桌面。RFID讀取裝置以及花盆底部的RFID標簽，可作為額外花盆識別法，識別和校正桌面上因手工花盆安置造成的錯誤。通常旁邊取景照相機從不同角度獲得圖像。成像站可安裝一系列照相機系統。組合稱重/澆水站集成在機器臂上。花盆中植物在澆水時旋轉以獲得較佳水分布。灌溉精度較高可達+/- 0.1mL。另外，灌溉可基于自動目標重量計算或固定量。在整個實驗過程中，可有效控制土壤濕度水準。集成光、溫度和濕度傳感器可監控溫度，詳細記錄實驗生長條件。

植物表型成像系統WIWAM XY產品特點

1、澆水時花盆旋轉以獲得較佳水分布

2、高精度灌溉(達0.1mL!).

3、植物表型成像系統WIWAM XY 可配置環境傳感器

4、植物表型成像系統WIWAM XY 配有直觀用戶界面

5、開放式數據庫結構

6、可提供全定制系統

全自動智能植物表型成像系統WIWAM XY圖

植物表型成像系統WIWAM Line產品特點

1、澆水時花盆旋轉以獲得較佳水分布

2、高精度灌溉(達0.1mL !).

3、WIWAM Line 可配置環境傳感器

4、WIWAM Line 配有直觀用戶界面

5、開放式數據庫結構

6、可提供全定制系統

成像系統優勢

所有表型平臺均為SMO工程部門自主設計、針對課題組的研究項目快速、準確提供技術方案，設備中諸多備件為自主生產和設計；公司軟件設計團隊針對具體項目提供有針對性的WIWAM定制軟件；SMO和VIB自主開發PIPPA 數據管理、視覺成像和分析軟件，系統有效處理整個實驗設計的大數據；PIPPA 軟件可安裝在網絡服務器上（包括專有用戶管理系統），網絡中每個計算機均可操作；在PIPPA軟件內，可集成整合外來分析數據和文本；易于獲取數據庫和原始圖像數據；與客戶自有IT技術設施進行整合；針對客戶對表型設備運行環境了解欠缺的事實，提供表型設備生長室、溫室建設交鑰匙設計方案，實現環境參數如照明、溫度、濕度等控制，提供一站式表型研究解決方案；專門技術人員維護設備、定期指導維護硬件；*代理密切溝通服務、提供支持反饋；自主電路設計、建筑內電柜設計、機械電纜布線以及PLC管理所有室內設施，將工業領域理念灌輸到科研中；多篇利用WIWAM系統進行研究的文章發表在*期刊如Nature Biotechnology等上面；迅速增長的用戶群；采用開放式框架設計，可整合市面上的所以種類成像模塊。

應用領域

遺傳資源和序列數據快速積累，但將該信息與基因功能相關聯的進程要緩慢的多，這表明植物表型是理解基因編碼過程以及應用該知識作物產量的主要瓶頸。表型工作是較耗勞力和較具技術挑戰性的部分，成本高且耗時。但該“表型瓶頸"已可通過集成新型圖像獲取技術、機器人技術、圖像分析技術以及數據處理技術解決。WIWAM 植物表型成像系統集成了這些技術，替代了很多人工處理。該植物表型平臺可應用到多個研究領域，包括植物生長調節、耐旱研究、植物生理、鹽堿或重金屬脅迫反應等。也可在不同光照條件，營養水平或土壤類型下，研究化學物影響.

WIWAM XY植物表型成像分析平臺選配模塊

可見光RGB成像模塊

可見光RGB成像是所有高通量植物表型平臺的核心部分，它分辨率高、測量快速、科研中應用較多、發表文章較多，可以捕獲與植物生長和發育相關的大量參數。此外，它們可以提供植物形態和結構的測量，并且包含顏色信息。參數如下：

葉面積、植物緊實度／緊密度、葉片周長、偏心率、葉圓度、葉寬指數、植物圓直徑、凸包面積、植物質心、節間距、生長高度、植物三維較大高度和寬度、相對生長速率、葉傾角、節葉片數量。

葉綠素熒光成像模塊

葉綠素熒光成像屬于定制化設計，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。它可以頂部成像，也可以側面成像，甚至頂部和側面都成像；集成到高通量植物表型平臺中，進行高通量的光合表型測量。該模塊技術參數如下：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。

圖片2.jpg

葉綠素熒光成像技術參數

群體植物光合長期監測模塊

實時對植物進行多傳感監控：PSII較大和有效效率，光強，輻射，ETR以及植物面積。群體植物光合長期監測傳感器是一款自動多傳感器，可測量PSII與較大效率(Fv/Fm)、有效效率相關的參數。通過鏡像系統，通過內置計算機控制，激光束打到植物上。每5秒鐘，激光束不斷變化在植物上的位置，每次循環可生成數百個測量點。系統編程測量每個激光點的PSII效率，光強以及輻射。計算參數有PAR光，Fq’/Fm’以及ETR(電子傳遞速率)。ETR與CO2吸收相關。植物面積可從含有葉綠素的測量位置數計算出來。傳感器上面有2個內置Licor傳感器，PAR傳感器以及輻射傳感器。傳感器可集成在*LetsGrow系統中以及wiwam系統中。在系統中，可監測來自該傳感器的所有數據并與其它環境數據進行對比。

激光點測量參數：

較小(Fo或 Fs)以及較大(Fm或Fm)葉綠素熒光信號、CropObserver頂部光強、CropObserver頂部輻射、計算機24/7實時信息、實時Fv/Fm 和Fq /Fm平均值與分布、實時PAR平均值 µmol/s/ m2、實時輻射平均值 /s/ m2、實時ETR平均值與分布、植物面積

近紅外成像模塊

近紅外成像主要用于觀測分析植物的水分狀態及其在不同組織間的分布變異，處于良好澆灌狀態的植物表現出對近紅外光譜的高吸收性，而處于干旱狀態的植物則表現出對近紅外光譜的高反射性，通過分析軟件可以監測分析從干旱脅迫到再澆灌過程中的整個過程動態及植物對干旱脅迫的響應和水分利用效率，并形成假彩圖像，可以與植物的形態指數及葉綠素熒光指數進行相關分析研究。