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来自康奈尔大学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,通过提高冬季葡萄藤修剪的效率,该系统将增加利润和产量。

这项研究得到了宾夕法尼亚葡萄酒营销和研究项目的资助。该奖项从今年开始,第一年为6万美元;这项资助将根据进展情况每年续期,为期三年,总额为16万美元。

“我们希望拥有热量和多光谱成像系统,即种植者可以连接到全地形车辆,穿过他们的葡萄园驾驶,它将产生一张现场和死亡芽的地图,然后可以用来指导他们的修剪实践,“ 说贾丝廷Vanden Heuvel,该项目的主要调查员和康奈尔Agritech的葡萄栽培教授。

在东北部,对葡萄种植者来说,芽的寒冷损害是一个主要问题。冬春回暖后突然的严寒会杀死花蕾,因为葡萄藤在一段温暖期后会失去抗寒能力。在气温波动较大的年份,芽的死亡率可达90%。

“我们必须真正了解死亡率水平在葡萄园的不同部位,以指导修剪的做法,因为修剪是葡萄栽培主义者最重要的角色之一,”万民霍佛尔说。“它决定了拍摄号码,然后确定作为该函数的产量。”

为了确定藤上芽的死百分率,种植者必须手动用刀片切节取样,并评估芽的损伤百分率。当他们知道葡萄藤上活芽的比例时,他们就可以相应地修剪,以获得适当数量的活芽,以获得适当的产量和美味的葡萄。

但许多种植者跳过了这一步,因为这需要很多小时的训练有素的劳动力。这种做法也会损害葡萄藤。如果没有评估,种植者往往会不恰当地修剪,最终导致产量过高或过低;当产量过高时,果实中的糖分就会很低,使它们成为劣质的酿酒葡萄;当价格过低时,水果的销量无法弥补生产成本。

“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,尤其是纽约州的葡萄种植者,”联合首席研究员、康奈尔农业科技公司(Cornell AgriTech)系统工程和数据分析助理研究教授于江(音)说。他的项目专注于开发数字农业系统。

热成像技术可以检测出芽中的水分含量,活芽中的水分含量要大于死芽。但许多现有的热成像相机分辨率较低,而且葡萄芽很小,很难成像。

为了衡量这一点,本集团计划集成高分辨率多光谱成像,该成像基于预定的最佳波长使用频谱特征,用于生存和死亡芽。这些图像将通过深度学习模型进行处理,可以识别芽的位置,并区分现场和死亡芽。

当检测到芽时,机器人手臂会将相机放置在正确的位置,以拍摄热图像以验证多光谱数据,并清楚地区分现场和死亡芽。两种技术一起将交叉检查数据并提高数据的准确性。所有这些技术都将集成到一个独立的系统中,该系统可以轻松连接到ATV。

Vanden Heuvel说:“我们的目标是开发一种易于使用的技术,这样种植者就可以以适当的速度开车经过,并让系统为他们收集数据。”

从今年4月开始,该团队还获得了每年4万美元的康奈尔农业科技风险基金(Cornell AgriTech Venture Fund)资助,为期两年。该基金资助开发一种自主机器人平台,该平台可以容纳多种特殊作物的多模态传感系统。该机器人的第一个应用将是将其与成像系统集成,并设置其自动驾驶通过葡萄园,并自动收集芽活力的数据。

宾夕法尼亚州立大学植物科学助理教授Co-PI Michela Centinari是葡萄抗寒性方面的专家。

这篇文章也刊登在《康奈尔纪事报》上。

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