Automaattinen näytteenotto integroidulle kenttä- ja laboratoriodatalle
Oak Ridgen kansallisen laboratorion (ORNL) tutkijat esittelivät robottijärjestelmän, joka kerää itsenäisesti maaperänäytteitä ja analysoi kasvien ja maa-alueen vuorovaikutusta, edistäen ympäristötutkimusta.
Yhdysvaltain energiaministeriön alaisuudessa Oak Ridgen kansallisen laboratorion (ORNL) tutkijat ovat kehittäneet robottialustan maanomisesti maaperän näytteiden keräämiseksi ja kasvien ympäristön vuorovaikutuksen seuraamiseksi reaaliajassa.Tämän kehityksen tavoitteena on parantaa hiilisyklin ymmärtämistä ja parantaa bioenergian sadon tuottavuuden ennusteita.
Alusta, nimeltään anturit, konevisio, automaatio ja robotiikka kasvien kenttäsarjojen (Smart Plant F -sarjan) muuttamiseksi, integroi uusimmat tekniikat, kuten GPS ja LIDAR tarkkaan navigointiin ja tiedonkeruun.OrnL: n älykkään kenttäalueella osoitettu robotti kerää tehokkaasti maaperänäytteitä häiritsemättä kasveja, tukemalla pyrkimyksiä tutkia hiilen varastointia ja biomassan tuotantoa kriittisiä kasvien ja säiliön dynamiikkaa.
Tällä järjestelmällä on merkittävä potentiaali ympäristötieteiden, maatalouden ja bioenergian tutkijoille.Ilmastomuutokseen keskittyneet tutkijat voivat käyttää reaaliaikaisia tietojaan hiilimallien hienosäätöön, kun taas bioenergian tutkijat voivat hyödyntää sitä satojen satojen ja kestävyyden parantamiseksi.Viljelijät ja ekologiset johtajat voivat myös hyötyä sen kyvystä seurata maaperän terveyttä ja tunnistaa tekijöitä, jotka vaikuttavat kasvien kestävyyteen.
"Olemme keränneet laajaa tietoa maanpäällisistä kasvirakenteista, mutta maanalaista vuorovaikutusta on edelleen vaikeaa", sanoi Udaya Kalluri, Project Lead ja Senior Biosciences -tutkija.Järjestelmä silittää tämän aukon yhdistämällä laboratorioanalyysin kenttätietoihin automatisoidun näytteenoton avulla nimetyissä koordinaateissa, mikä johtaa selkeään tietojen integrointiin.
Kaupalliselta alustalta mukautettu robotti sisältää edistyneitä antureita, 3D-tulostettuja komponentteja ja sähkömekaanisia järjestelmiä näytteen keräämistä varten.Insinöörit mukauttivat kykynsä navigoida itsenäisesti ja palata jopa neljällä maaperinäytteellä."Tämä tekniikka tukee tutkijoita ja viljelijöitä automatisoimalla tiedonkeruua, jolloin he voivat keskittyä analyysiin", kertoi robotiikkainsinööri Chris Masuo.
ORNL: n edistynyt kasvien fenotyyppien laboratorio (APPL) täydentää tätä järjestelmää tarjoamalla tietoa kasvien piirteistä kuvantamistekniikoiden avulla.Tuleviin päivityksiin sisältyy maanalainen kuvantaminen juurtutkimuksille, laboratorio- ja kenttätutkimuksen ja edelleen kohdistaminen.
Ultimate-visio sisältää näiden robottien laivastojen käyttöönoton ekosysteemien välillä toisiinsa kytkettyjen verkkojen luomiseksi reaaliaikaisen seurannan ja älykkään hallinnan luomiseksi.Parannettu anturit voivat myös havaita varhaisia merkkejä ympäristöstressistä tai taudista, tukee kestävää maataloutta ja ekosysteemien joustavuutta.
Tämä poikkitieteellinen projekti korostaa Ornlin sitoutumista edistämään bioenergiatutkimusta ja tarjoamaan käytännön välineitä kestävälle maanhallinnalle.