Échantillonnage automatisé pour les données intégrées de champ et de laboratoire
Les scientifiques d'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ont introduit un système robotique qui recueille de manière autonome des échantillons de sol et analyse les interactions végétales-sol, faisant progresser la recherche environnementale.
Les chercheurs d'Oak Ridge National Laboratory (ORNL), dans le cadre du département américain de l'Énergie, ont développé une plate-forme robotique pour rassembler de manière autonome des échantillons de sol et surveiller les interactions végétales-environnement en temps réel.Cette évolution vise à améliorer la compréhension du cycle du carbone et à améliorer les prédictions de la productivité des cultures bioénergie.
La plate-forme, nommée capteurs, vision machine, automatisation et robotique pour transformer les séries de champs de plantes (Smart Plant F-Series), intègre les dernières technologies comme GPS et LiDAR pour une navigation précise et une collecte de données.Démontre sur le site de champ intelligent d'ORNL, le robot recueille efficacement les échantillons de sol sans déranger les plantes, soutenant les efforts pour explorer la dynamique des sols de plantes critiques pour le stockage du carbone et la production de biomasse.
Ce système détient un potentiel important pour les chercheurs en sciences de l'environnement, en agriculture et en bioénergie.Les scientifiques axés sur le changement climatique peuvent utiliser ses données en temps réel pour affiner les modèles de carbone, tandis que les chercheurs en bioénergie peuvent l'utiliser pour améliorer les rendements des cultures et la durabilité.Les agriculteurs et les gestionnaires écologiques pourraient également bénéficier de sa capacité à surveiller la santé du sol et à identifier les facteurs qui influencent la résilience des plantes.
"Nous avons rassemblé de vastes données sur les structures des plantes au-dessus du sol, mais les interactions sous-sol restent insaisissables", a déclaré Udaya Kalluri, chercheur principal du projet et chercheur en biosciences.Le système comble cet écart en liant une analyse de laboratoire aux données sur le terrain par un échantillonnage automatisé à des coordonnées désignées, entraînant une intégration claire des données.
Le robot, adapté d'une plate-forme commerciale, propose des capteurs avancés, des composants imprimés en 3D et des systèmes électromécaniques pour la collecte d'échantillons.Les ingénieurs ont personnalisé ses capacités de naviguer de manière autonome et de revenir avec jusqu'à quatre échantillons de sol.«Cette technologie soutient les scientifiques et les agriculteurs en automatisant la collecte de données, ce qui leur permet de se concentrer sur l'analyse», a déclaré Chris Masuo, ingénieur en robotique, ORNL.
Le laboratoire avancé du phénotypage des plantes d'ORNL (APPL) complète ce système en fournissant des informations sur les traits végétaux grâce à des technologies d'imagerie.Les mises à niveau futures comprennent l'imagerie clandestine pour les études racinaires, l'alignement de la recherche en laboratoire et sur le terrain.
La vision ultime consiste à déployer des flottes de ces robots à travers les écosystèmes pour créer des réseaux interconnectés pour une surveillance en temps réel et une gestion intelligente.Des capteurs améliorés peuvent également détecter les premiers signes de stress environnemental ou de maladie, renforçant l'agriculture durable et la résilience des écosystèmes.
Ce projet interdisciplinaire souligne l’engagement d’ORNL à faire progresser la recherche bioénergie et à fournir des outils pratiques pour la gestion durable des terres.