WIWAM植物表型成像系統(tǒng)由比利時(shí)SMO公司與Ghent大學(xué)VIB研究所研制生產(chǎn),，整合了LED植物智能培養(yǎng)、自動(dòng) 化控制系統(tǒng),、葉綠素?zé)晒獬上駵y(cè)量分析,、植物熱成像分析、植物近紅外成像分析,、植物高光譜分析,、植物多光譜分 析,、植物CT斷層掃描分析,、自動(dòng)條碼識(shí)別管理,、RGB真彩3D成像等多項(xiàng)*技術(shù),，以較優(yōu)化的方式實(shí)現(xiàn)大量植物樣 品——從擬南芥,、玉米到各種其它植物的生理生態(tài)與形態(tài)結(jié)構(gòu)成像分析，用于高通量植物表型成像分析測(cè)量,、植 物脅迫響應(yīng)成像分析測(cè)量、植物生長(zhǎng)分析測(cè)量,、生態(tài)毒理學(xué)研究,、性狀識(shí)別及植物生理生態(tài)分析研究等,。

SMO是歐洲*機(jī)械設(shè)備制造與設(shè)計(jì)工程公司,，是一家將大規(guī)模自動(dòng)化理念和工業(yè)級(jí)零件和設(shè)備整合入 植物成像系統(tǒng)的廠家,，在機(jī)械自動(dòng)化以及機(jī)器視覺成像領(lǐng)域擁有豐富的設(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),，為歐洲*客戶提供機(jī)械設(shè)計(jì) 解決方案,，SMO公司將機(jī)械領(lǐng)域的*理念帶入了植物表型機(jī)器人領(lǐng)域,，所采用的配件均為工業(yè)界廣泛認(rèn)可的高品質(zhì) 配件，耐受苛刻環(huán)境,，另外表型設(shè)備領(lǐng)域的諸多自動(dòng)化配件,，均由SMO公司自主設(shè)計(jì),，因公司擁有較為強(qiáng)大的工程師 團(tuán)隊(duì),，基于工業(yè)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn),，可針對(duì)不同客戶需求,，一般2-3周就可以提供較復(fù)雜表型成像系統(tǒng)的解決方案,。目前 WIWAM植物表型平臺(tái)分為WIWAM XY，WIWAM Line以及WIWAM Conveyor 3個(gè)系列,，同時(shí)還提供WIWAM Boxing柜 式成像系統(tǒng),，也提供野外表型成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

WIWAM XY植物表型成像分析平臺(tái)產(chǎn)品介紹

WIWAM XY是一款高通量可重復(fù)性表型機(jī)器人,，用于對(duì)小型植物,，如小玉米植物研究。該機(jī)器人可定期對(duì)多種植物參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化灌溉和并測(cè)量多種植物生長(zhǎng)參數(shù),。WIWAM XY代替了很多手工處理,、省時(shí)省錢、精度較高,。

WIWAM XY由花盆定位桌面,，不同個(gè)體線路，底層端口機(jī)器人以及1或多個(gè)成像或稱重/澆水站組成,。全套系統(tǒng)可以安裝在現(xiàn)有生長(zhǎng)室,，內(nèi)置高品質(zhì)工業(yè)部件。

植物在各自花盆內(nèi)生長(zhǎng),，預(yù)設(shè)時(shí)間間隔,，機(jī)器臂提取植物，將其帶到成像和稱重澆水工作站,。機(jī)器人將桌面上的線路移到旁邊,，生成機(jī)械臂到定位花盆所需空間，并將其提升脫離桌面,。RFID讀取裝置以及花盆底部的RFID標(biāo)簽,，可作為額外花盆識(shí)別法，識(shí)別和校正桌面上因手工花盆安置造成的錯(cuò)誤,。通常旁邊取景照相機(jī)從不同角度獲得圖像,。成像站可安裝一系列照相機(jī)系統(tǒng),。組合稱重/澆水站集成在機(jī)器臂上?；ㄅ柚兄参镌跐菜畷r(shí)旋轉(zhuǎn)以獲得較佳水分布。灌溉精度較高可達(dá)+/- 0.1mL,。另外,，灌溉可基于自動(dòng)目標(biāo)重量計(jì)算或固定量。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,，可有效控制土壤濕度水準(zhǔn)。集成光,、溫度和濕度傳感器可監(jiān)控溫度,，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)生長(zhǎng)條件,。

植物表型成像系統(tǒng)WIWAM XY產(chǎn)品特點(diǎn)

1、澆水時(shí)花盆旋轉(zhuǎn)以獲得較佳水分布

2,、高精度灌溉(達(dá)0.1mL!).

3、植物表型成像系統(tǒng)WIWAM XY 可配置環(huán)境傳感器

4,、植物表型成像系統(tǒng)WIWAM XY 配有直觀用戶界面

5、開放式數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

6,、可提供全定制系統(tǒng)

植物表型成像系統(tǒng)WIWAM Line產(chǎn)品特點(diǎn)

1,、澆水時(shí)花盆旋轉(zhuǎn)以獲得較佳水分布

2,、高精度灌溉(達(dá)0.1mL !).

3、WIWAM Line 可配置環(huán)境傳感器

4,、WIWAM Line 配有直觀用戶界面

5,、開放式數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

6、可提供全定制系統(tǒng)

成像系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

所有表型平臺(tái)均為SMO工程部門自主設(shè)計(jì),、針對(duì)課題組的研究項(xiàng)目快速,、準(zhǔn)確提供技術(shù)方案，設(shè)備中諸多備件為自主生產(chǎn)和設(shè)計(jì),；公司軟件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)針對(duì)具體項(xiàng)目提供有針對(duì)性的WIWAM定制軟件,；SMO和VIB自主開發(fā)PIPPA 數(shù)據(jù)管理、視覺成像和分析軟件，系統(tǒng)有效處理整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的大數(shù)據(jù),；PIPPA 軟件可安裝在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上（包括專有用戶管理系統(tǒng)）,，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)計(jì)算機(jī)均可操作；在PIPPA軟件內(nèi),，可集成整合外來(lái)分析數(shù)據(jù)和文本,；易于獲取數(shù)據(jù)庫(kù)和原始圖像數(shù)據(jù)；與客戶自有IT技術(shù)設(shè)施進(jìn)行整合,；針對(duì)客戶對(duì)表型設(shè)備運(yùn)行環(huán)境了解欠缺的事實(shí),，提供表型設(shè)備生長(zhǎng)室、溫室建設(shè)交鑰匙設(shè)計(jì)方案,，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)如 照明,、溫度、濕度等控制,，提供一站式表型研究解決方案,；專門技術(shù)人員維護(hù)設(shè)備、定期指導(dǎo)維護(hù)硬件,；*代理密切溝通服務(wù),、提供支持反饋；自主電路設(shè)計(jì),、建筑內(nèi)電柜設(shè)計(jì),、機(jī)械電纜布線以及PLC管理所有室內(nèi)設(shè)施，將工業(yè)領(lǐng)域理念灌輸?shù)娇蒲兄?；多篇利用WIWAM系統(tǒng)進(jìn)行研究的文章發(fā)表在*期刊如Nature Biotechnology等上面,；迅速增長(zhǎng)的用戶群；采用開放式框架設(shè)計(jì),，可整合市面上的所以種類成像模塊,。

應(yīng)用領(lǐng)域

遺傳資源和序列數(shù)據(jù)快速積累，但將該信息與基因功能相關(guān)聯(lián)的進(jìn)程要緩慢的多,，這表明植物表型是理解基因 編碼過(guò)程以及應(yīng)用該知識(shí)作物產(chǎn)量的主要瓶頸,。表型工作是較耗勞力和較具技術(shù)挑戰(zhàn)性的部分，成本高且耗時(shí),。但該“表型瓶頸”已可通過(guò)集成新型圖像獲取技術(shù),、機(jī)器人技術(shù)、圖像分析技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)解決,。WIWAM 植物表型成像系統(tǒng)集成了這些技術(shù),，替代了很多人工處理。該植物表型平臺(tái)可應(yīng)用到多個(gè)研究領(lǐng)域,，包括植物生 長(zhǎng)調(diào)節(jié),、耐旱研究、植物生理,、鹽堿或重金屬脅迫反應(yīng)等,。也可在不同光照條件，營(yíng)養(yǎng)水平或土壤類型下,，研究化 學(xué)物影響.

WIWAM XY植物表型成像分析平臺(tái)選配模塊

可見光RGB成像模塊

可見光RGB成像是所有高通量植物表型平臺(tái)的核心部分,，它分辨率高、測(cè)量快速,、科研中應(yīng)用較多,、發(fā)表文章較多，可以捕獲與植物生長(zhǎng)和發(fā)育相關(guān)的大量參數(shù),。此外,，它們可以提供植物形態(tài)和結(jié)構(gòu)的測(cè)量，并且包含顏色信息,。參數(shù)如下：

葉面積,、植物緊實(shí)度／緊密度、葉片周長(zhǎng),、偏心率,、葉圓度、葉寬指數(shù),、植物圓直徑,、凸包面積、植物質(zhì)心,、節(jié)間距,、生長(zhǎng)高度、植物三維較大高度和寬度,、相對(duì)生長(zhǎng)速率,、葉傾角、節(jié)葉片數(shù)量,。

葉綠素?zé)晒獬上衲K

葉綠素?zé)晒獬上駥儆诙ㄖ苹O(shè)計(jì),，成像面積范圍是從30x30cm到200x200cm，是目前適合大型植物植株成像的熒光成像系統(tǒng),。它可以頂部成像,，也可以側(cè)面成像，甚至頂部和側(cè)面都成像；集成到高通量植物表型平臺(tái)中,，進(jìn)行高通量的光合表型測(cè)量,。該模塊技術(shù)參數(shù)如下：Fo, FI, Fm, Ft, Fm’, FI’, Fo’, Fv/Fm, φPSII, φRO, NPQ, qN, qP, Rfd, NDVI,  RNIR, RChl, RAnth, RRed, RGreen, RBlue, Chl. Index, Ant. Index等。

葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)參數(shù)

群體植物光合長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)模塊

實(shí)時(shí)對(duì)植物進(jìn)行多傳感監(jiān)控：PSII較大和有效效率,，光強(qiáng),，輻射，ETR以及植物面積,。群體植物光合長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)傳感器是一款自動(dòng)多傳感器,，可測(cè)量PSII與較大效率(Fv/Fm)、有效效率相關(guān)的參數(shù),。通過(guò)鏡像系統(tǒng),，通過(guò)內(nèi)置計(jì)算機(jī)控制，激光束打到植物上,。每5秒鐘,，激光束不斷變化在植物上的位置，每次循環(huán)可生成數(shù)百個(gè)測(cè)量點(diǎn),。系統(tǒng)編程測(cè)量每個(gè)激光點(diǎn)的PSII效率,，光強(qiáng)以及輻射。計(jì)算參數(shù)有PAR光,，F(xiàn)q’/Fm’以及ETR(電子傳 遞速率),。ETR與CO2吸收相關(guān)。植物面積可從含有葉綠素的測(cè)量位置數(shù)計(jì)算出來(lái),。傳感器上面有2個(gè)內(nèi)置Licor傳感器,，PAR傳感器以及輻射傳感器。傳感器可集成在*LetsGrow系統(tǒng)中以及wiwam系統(tǒng)中,。在系統(tǒng)中,，可監(jiān)測(cè)來(lái)自該傳感器的所有數(shù)據(jù)并與其它環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。 

激光點(diǎn)測(cè)量參數(shù)：

較小(Fo或 Fs)以及較大(Fm或Fm)葉綠素?zé)晒庑盘?hào),、CropObserver頂部光強(qiáng),、CropObserver頂部輻射、計(jì)算機(jī)24/7實(shí)時(shí)信息,、實(shí)時(shí)Fv/Fm 和Fq /Fm平均值與分布,、實(shí)時(shí)PAR平均值 µmol/s/ m2、實(shí)時(shí)輻射平均值 /s/ m2,、實(shí)時(shí)ETR平均值與分布,、植物面積

近紅外成像模塊

近紅外成像主要用于觀測(cè)分析植物的水分狀態(tài)及其在不同組織間的分布變異，處于良好澆灌狀態(tài)的植物表現(xiàn)出對(duì)近紅外光譜的高吸收性,，而處于干旱狀態(tài)的植物則表現(xiàn)出對(duì)近紅外光譜的高反射性,，通過(guò)分析軟件可以監(jiān)測(cè)分析從干旱脅迫到再澆灌過(guò)程中的整個(gè)過(guò)程動(dòng)態(tài)及植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)和水分利用效率,，并形成假彩圖像，可以與植物的形態(tài)指數(shù)及葉綠素?zé)晒庵笖?shù)進(jìn)行相關(guān)分析研究,。

近紅外成像模塊技術(shù)參數(shù)

紅外熱成像模塊

紅外熱成像主要用于成像分析植物在光輻射情況下的二維發(fā)熱分布,，良好的散熱可以使植物耐受較長(zhǎng)時(shí)間的高光輻 射或低水條件（干旱）。

紅外熱成像模塊技術(shù)參數(shù)

高光譜成像模塊

高光譜成像在估測(cè)植物各種生化組分的吸收光譜信息及植物生長(zhǎng)情況的檢測(cè)上表現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),，主要用于植物 的營(yíng)養(yǎng)狀況,、水分含量,、長(zhǎng)勢(shì)情況,、病蟲害情況監(jiān)測(cè)等。

激光3D掃描多光譜成像模塊

激光3D掃描成像能夠耐受全日照輻射而不影響測(cè)量,，在高精度測(cè)量三維點(diǎn)云信息的同時(shí),，測(cè)量400-900 nm范圍內(nèi)4 個(gè)波段的多光譜成像，使得我們可以得到植物在X,、Y和Z軸上所有坐標(biāo)點(diǎn)的多光譜信息,，通過(guò)點(diǎn)云的空間深度信息和角 度信息，可以對(duì)光譜信息進(jìn)行有效的校準(zhǔn),，從而獲得較加有效的數(shù)據(jù),。

激光3D掃描多光譜成像模塊技術(shù)參數(shù)

根系CT成像模塊

根系CT成像是植物表型平臺(tái)的重要組成部分，成功的實(shí)現(xiàn)了原位監(jiān)測(cè)植株根系狀態(tài),，并對(duì)直徑20cm花盆內(nèi)自然土 壤中的根系進(jìn)行掃描和重建,。

根系CT成像模塊技術(shù)參數(shù)

北京博普特科技有限公司是比利時(shí)WIWAM植物表型成像系統(tǒng)的中國(guó)區(qū)總總代理，全面負(fù)責(zé)其系列產(chǎn)品在中國(guó)市場(chǎng)的推廣,、銷售和售后服務(wù),。