Cropwëssenschaftler hunn iwwer d'Jore vill geléiert wéi Planzen iwwer dem Buedem wuessen, awer vill manner ass bekannt iwwer Wuerzelen an hir Buedeminteraktiounen. Elo, e Cornell Projet finanzéiert vun zwee getrennten dräi Joer Subventiounen wäert wuermähnlech, Buedemschwämmende Roboter entwéckele fir Buedereegenschafte, Waasser, de Buedemmikrobiom a wéi Wuerzele wuessen ze spieren an opzehuelen.
Eng $ 2 Milliounen National Science Foundation (NSF) Subventioun gefouert vum Haaptfuerscher (PI) Taryn Bauerle, Associésprofessor an der Horticulture Sektioun vun der School of Integrative Plant Science (SIPS) am College of Agriculture and Life Sciences, wäert sech op den Planzen a Buedemperspektiv.
Mëttlerweil wäert e $ 750,000 NSF National Robotics Initiative Subventioun fir de PI Robert Shepherd, Associésprofessor an der Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering am College of Engineering, d'Buedem-Iwwerwaachungsroboter entwéckelen.
De Projet wäert sech op Mais fokusséieren, mam ultimativem Zil Faktoren ze integréieren, déi mam Wuerzelwuesstum sinn, fir Zucht Efforten a Buedemmanagement ze verbesseren, déi direkt d'Liewensmëttelproduktivitéit an d'Sécherheet beaflossen.
"Mir plangen nei Tools z'entwéckelen, fir datt mir an d'Ënnergrondëmfeld vu Planzen a Buedem tippen kënnen op eng Manéier déi eis erméiglecht Liicht an enger schwaarzer Këscht vu Planz- a Buedeminteraktiounen ze blénken", sot de Bauerle.
"Dëst ass wierklech déi nächst Grenz an der Planzebiologie," sot de Projet Co-PI Michael Guer, Liberty Hyde Bailey Professer a Professer fir Molekularzucht a Genetik an der Planzzucht a Genetik Sektioun vu SIPS. Duerch d'Qualifizéierung vun ënnen-Buedem Charakteristiken, kënnen d'Fuerscher dann Bezéiungen mat uewergrond Charakteristiken identifizéieren, sot de Gore.
Fir dës Miessungen ze kréien, wäert d'Team 1- bis 2-Fouss wuermähnlech Roboter entwéckelen, déi emuléiere wéi eng Buerung an de Buedem dréckt, kombinéiert mat enger peristaltescher Bewegung, déi miméiert wéi Wuerm duerch de Buedem plënnert.
"D'Front léist den Dreck op an de Réck dréckt no vir an dréckt deen Dreck an eng Mauer vun engem Tunnel," sot de Shepherd. Si plangen fir ee Roboter kontinuéierlech Daten erop an erof eng ganz Rei vu Mais ze sammelen.
D'Team wäert experimentéiere mat enger Zuel vu Sensoren a Strategien. E Roboter seng Fäegkeet fir duerch de Buedem ze drécken kann Eegeschafte wéi Buedemdicht a Kompaktheet verroden. Roboter ginn och mat klengen Temperatur- a Fiichtegkeetssensoren ausgestatt.
Léngenoptesch Kabele kéinten eng Rëtsch Moossungen ubidden, inklusiv direkter Imaging vu Wuerzele fir Wuesstem a Wénkelen ze moossen. D'Team plangt "AquaDust" ze benotzen, entwéckelt am Labo vum Projet Co-PI Abraham Stroock, de Gordon L. Dibble '50 Professor an der Smith School of Chemical and Biomolecular Engineering am College of Engineering. AquaDust fluoreszéiert a verschiddene Wellelängten op Basis vun der Quantitéit vum Waasser am Buedem.
Faseroptik kéint och Miessunge vun Erregung an Emissiounswellelängte vu Buedemmikroorganismen a Rootchemie erlaben, inklusiv Kuelestoffverbindunge vun de Planzewuerzelen exudéiert. "Mir solle fäeg sinn ze bestëmmen wat Chemikalien an Organismen op der Wurzeluewerfläch a ronderëmem Buedem verbreet sinn", sot de Shepherd.
Duerch d'Qualifizéierung vu Rootfeatures, Buedereegenschafte, Verbindungen, Mikroorganismen a Waasser, kënnen d'Fuerscher dann prediktiv Modeller benotze fir d'Ënner- an Uewerfläch Charakteristiken ze kombinéiere fir sou Saache wéi Getreideopwand a Stress Toleranz ze virauszesoen, sot de Gore.
En anert Zil vum Projet ass et ze evaluéieren wéi Planzen op d'Effekter vum Klimawandel äntweren, sou wéi d'Waasserverfügbarkeet. Miessunge vum Wuerzelwuesstem, mat Ëmweltdaten agefouert, kënnen Abléck ginn, wéi Wuerzele wuessen op Basis vu baussenzege Bedéngungen, wéi Dréchenten.
Well Buedem net e gutt Medium fir drahtlose Iwwerdroung ass, testen d'Fuerscher Prototypen déi Daten an Erënnerung ophuelen, fir spéider erëmzefannen. Si kënnen och fäeg sinn mat akustescher Kommunikatioun duerch Buedem an Dréit ze experimentéieren, déi laanscht eng Rei vu Maisplanze lafen. Um Enn vum Projet hoffen d'Fuerscher Live Demonstratioune vu Prototypen an engem Maisfeld ze weisen.
Virleefeg Aarbecht gouf méiglech gemaach duerch Somfinanzéierung vun engem Cornell Initiative fir Digital Landwirtschaft Subventioun.