Алгоритм створює 3D-зображення коренів пшениці у ґрунті

Дослідниця University of South Australia (UniSA) Хурріятул Фітрія поєднала синхротронну рентгенівську томографію та штучний інтелект для створення детальних тривимірних (3D) зображень коренів пшениці та гранул добрив у ґрунтових кернах без їх пошкодження.

Зйомка проводилася на установці синхротронної рентгенівської КТ в Мельбурні, що належить Australian Nuclear Science and Technology Organisation. Використано лінію Imaging and Medical beamline з роздільною здатністю 39 мікрон, що дозволило візуалізувати тонкі волокнисті корені молодих рослин через кілька днів після проростання.

Синхротронні рентгенівські промені у мільйони разів яскравіші за звичайні лабораторні рентгенівські установки. 3D-сканер спрямовує пучки під різними кутами навколо зразка, після чого комп’ютер реконструює об’ємне зображення поперечного перерізу.

Для аналізу великих масивів КТ-даних було розроблено новий алгоритм JWMRoot на основі глибинного навчання. Система працює у напівконтрольованому режимі та потребує невеликого обсягу розмічених даних, що зменшує трудомісткість ручної анотації. Алгоритм навчається розрізняти корені й добрива від ґрунту, пор і органічної речовини, враховуючи не лише яскравість пікселів, а й контекст навколишніх структур.

За результатами візуалізації встановлено інтенсивніше розростання коренів навколо глибоко внесених добрив порівняно з контролем без добрив.

Отримані 3D-зображення можуть застосовуватися для фенотипування кореневої системи, зокрема вимірювання довжини та об’єму коренів як показника біомаси. Розробники зазначають, що підхід дозволяє проводити високопродуктивний аналіз взаємодії «корінь–ґрунт–добриво» та обробляти більшу кількість зразків швидше й точніше, що може сприяти вдосконаленню практик управління ґрунтами.

Повідомляє Agropages

Читайте нас у Telegram

Популярні новини

Підпишись на Infoindustry