WIWAM植物表型成像系統由比利時SMO公司與Ghent大學VIB研究所研製生產▩₪▩₪▩，整合了LED植物智慧培養₪│₪◕、自動 化控制系統₪│₪◕、葉綠素熒光成像測量分析₪│₪◕、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₪│₪◕、自動條碼識別管理₪│₪◕、RGB真彩3D成像等多項先進技術▩₪▩₪▩，以較最佳化的方式實現大量植物樣 品——從擬南芥₪│₪◕、玉米到各種其它植物的方位生理生態與形態結構成像分析▩₪▩₪▩，用於高通量植物表型成像分析測量₪│₪◕、植 物脅迫響應成像分析測量₪│₪◕、植物生長分析測量₪│₪◕、生態毒理學研究₪│₪◕、性狀識別及植物生理生態分析研究等✘•☁。
SMO是歐洲著名的機械裝置製造與設計工程公司▩₪▩₪▩，是一家將大規模自動化理念和工業級零件和裝置整合入 植物成像系統的廠家▩₪▩₪▩，在機械自動化以及機器視覺成像領域擁有豐富的設計和實踐經驗▩₪▩₪▩，為歐洲先進客戶提供機械設計 解決方案▩₪▩₪▩，SMO公司將機械領域的先進理念帶入了植物表型機器人領域▩₪▩₪▩，所採用的配件均為工業界廣泛認可的高品質 配件▩₪▩₪▩，耐受苛刻環境▩₪▩₪▩，另外表型裝置領域的諸多自動化配件▩₪▩₪▩，均由SMO公司自主設計▩₪▩₪▩，因公司擁有極為強大的工程師 團隊▩₪▩₪▩，基於工業領域的豐富經驗▩₪▩₪▩，可針對不同客戶需求▩₪▩₪▩，一般2-3周就可以提供極複雜表型成像系統的解決方案✘•☁。目前 WIWAM植物表型平臺分為WIWAM XY▩₪▩₪▩，WIWAM Line以及WIWAM Conveyor 3個系列▩₪▩₪▩，同時還提供WIWAM Boxing櫃 式成像系統▩₪▩₪▩，也提供野外表型成像系統設計方案✘•☁。
室內植物表型成像系統WIWAM Line產品說明
WIWAM Line是一款高通量可重複性表型機器人▩₪▩₪▩，用於對小型植物▩₪▩₪▩，如小玉米植物研究✘•☁。該機器人可定期對多種植物引數進行自動化灌溉和並測量多種植物生長引數✘•☁。WIWAM line代替了很多手工處理▩₪▩₪▩，省時省錢▩₪▩₪▩，精度*✘•☁。
WIWAM Line由花盆定位桌面▩₪▩₪▩，不同個體線路▩₪▩₪▩，底層埠機器人以及1或多個成像或稱重/澆水站組成✘•☁。全套系統可以安裝在現有生長室▩₪▩₪▩，內建高品質工業部件✘•☁。
植物在各自花盆內生長▩₪▩₪▩，預設時間間隔▩₪▩₪▩，機器臂提取植物▩₪▩₪▩，將其帶到成像和稱重澆水工作站✘•☁。機器人將桌面上的線路移到旁邊▩₪▩₪▩，生成機械臂到定位花盆所需空間▩₪▩₪▩，並將其提升脫離桌面✘•☁。RFID讀取裝置以及花盆底部的RFID標籤▩₪▩₪▩，可作為額外花盆識別法▩₪▩₪▩，識別和校正桌面上因手工花盆安置造成的錯誤✘•☁。通常旁邊取景照相機從不同角度獲得影象✘•☁。成像站可安裝一系列照相機系統✘•☁。組合稱重/澆水站整合在機器臂上✘•☁。花盆中植物在澆水時旋轉以獲得較佳水分佈✘•☁。灌溉精度*可達+/- 0.1 mL✘•☁。另外▩₪▩₪▩，灌溉可基於自動目標重量計算或固定量✘•☁。在整個實驗過程中▩₪▩₪▩，可精確控制土壤溼度水準✘•☁。整合光溫度和溼度感測器可監控溫度▩₪▩₪▩，詳細記錄實驗生長條件✘•☁。
特點
1₪│₪◕、澆水時花盆旋轉以獲得較佳水分佈
2₪│₪◕、高精度灌溉(達0.1mL !).
3₪│₪◕、WIWAM Line 可配置環境感測器
4₪│₪◕、WIWAM Line 配有直觀使用者介面
5₪│₪◕、開放式資料庫結構
6₪│₪◕、可提供全定製系統
室內植物表型成像系統WIWAM Line優勢
所有表型平臺均為SMO工程部門自主設計₪│₪◕、針對課題組的研究專案快速₪│₪◕、準確提供技術方案▩₪▩₪▩，裝置中諸多備件為自主生產和設計；公司軟體設計團隊針對具體專案提供有針對性的WIWAM定製軟體；SMO和VIB自主開發PIPPA 資料管理₪│₪◕、視覺成像和分析軟體▩₪▩₪▩，系統高效處理整個實驗設計的大資料；PIPPA 軟體可安裝在網路伺服器上（包括專有使用者管理系統）▩₪▩₪▩，網路中每個計算機均可操作；在PIPPA軟體內▩₪▩₪▩，可整合整合外來分析資料和文字；易於獲取資料庫和原始影象資料；與客戶自有IT技術設施進行整合；針對客戶對錶型裝置執行環境瞭解欠缺的事實▩₪▩₪▩，提供表型裝置生長室₪│₪◕、溫室建設交鑰匙設計方案▩₪▩₪▩，實現環境引數如 照明₪│₪◕、溫度₪│₪◕、溼度等控制▩₪▩₪▩，提供一站式表型研究解決方案；專門技術人員維護裝置₪│₪◕、定期指導維護硬體；代理密切溝通服務₪│₪◕、提供支援反饋；自主電路設計₪│₪◕、建築內電櫃設計₪│₪◕、機械電纜佈線以及PLC管理所有室內設施▩₪▩₪▩，將工業領域理念灌輸到科研中；多篇利用WIWAM系統進行研究的文章發表在先進期刊如Nature Biotechnology等上面；迅速增長的使用者群；採用開放式框架設計▩₪▩₪▩，可整合市面上的所以種類成像模組✘•☁。
應用領域
遺傳資源和序列資料快速積累▩₪▩₪▩，但將該資訊與基因功能相關聯的程序要緩慢的多▩₪▩₪▩，這表明植物表型是理解基因 編碼過程以及應用該知識改善作物產量的主要瓶頸✘•☁。*表型工作是耗勞力和教具技術挑戰性的部分▩₪▩₪▩，成本高且耗時✘•☁。但該“表型瓶頸”已可透過整合新型影象獲取技術₪│₪◕、機器人技術₪│₪◕、影象分析技術以及資料處理技術解決✘•☁。WIWAM 植物表型成像系統集成了這些技術▩₪▩₪▩，替代了很多人工處理✘•☁。該植物表型平臺可應用到多個研究領域▩₪▩₪▩，包括植物生 長調節₪│₪◕、耐旱研究₪│₪◕、植物生理₪│₪◕、鹽鹼或重金屬脅迫反應等✘•☁。也可在不同光照條件▩₪▩₪▩，營養水平或土壤型別下▩₪▩₪▩，研究化 學物影響.
產品可選配模組
葉綠素熒光成像模組
葉綠素熒光成像屬於定製化設計▩₪▩₪▩，成像面積範圍是從30x30cm到200x200cm▩₪▩₪▩，是目前適合大型植物植株成像的熒光成像系統✘•☁。它可以頂部成像▩₪▩₪▩，也可以側面成像▩₪▩₪▩，甚至頂部和側面都成像；整合到高通量植物表型平臺中▩₪▩₪▩，進行高通量的光合表型測量✘•☁。該模組技術引數如下₪₪：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✘•☁。
葉綠素熒光成像技術引數
群體植物光合長期監測模組
實時對植物進行多感測監控₪₪：PSII大和有效效率▩₪▩₪▩，光強▩₪▩₪▩，輻射▩₪▩₪▩，ETR以及植物面積✘•☁。群體植物光合長期監測感測器是一款自動多感測器▩₪▩₪▩，可測量PSII與大效率(Fv/Fm)₪│₪◕、有效效率相關的引數✘•☁。透過映象系統▩₪▩₪▩，透過內建計算機控制▩₪▩₪▩，鐳射束打到植物上✘•☁。每5秒鐘▩₪▩₪▩，鐳射束不斷變化在植物上的位置▩₪▩₪▩，每次迴圈可生成數百個測量點✘•☁。系統程式設計測量每個鐳射點的PSII效率▩₪▩₪▩，光強以及輻射✘•☁。計算引數有PAR光▩₪▩₪▩，Fq’/Fm’以及ETR(電子傳 遞速率)✘•☁。ETR與CO2吸收相關✘•☁。植物面積可從含有葉綠素的測量位置數計算出來✘•☁。感測器上面有2個內建Licor感測器▩₪▩₪▩，PAR感測器以及輻射感測器✘•☁。感測器可整合在的LetsGrow系統中以及wiwam系統中✘•☁。在系統中▩₪▩₪▩，可監測來自該感測器的所有資料並與其它環境資料進行對比✘•☁。
鐳射點測量引數₪₪：
小(Fo或 Fs)以及大(Fm或Fm)葉綠素熒光訊號₪│₪◕、CropObserver頂部光強₪│₪◕、CropObserver頂部輻射₪│₪◕、計算機24/7實時資訊₪│₪◕、實時Fv/Fm 和Fq /Fm平均值與分佈₪│₪◕、實時PAR平均值 µmol/s/ m2₪│₪◕、實時輻射平均值 /s/ m2₪│₪◕、實時ETR平均值與分佈₪│₪◕、植物面積
近紅外成像模組
近紅外成像主要用於觀測分析植物的水分狀態及其在不同組織間的分佈變異▩₪▩₪▩，處於良好澆灌狀態的植物表現出對近紅外光譜的高吸收性▩₪▩₪▩，而處於乾旱狀態的植物則表現出對近紅外光譜的高反射性▩₪▩₪▩，透過分析軟體可以監測分析從乾旱脅迫到再澆灌過程中的整個過程動態及植物對乾旱脅迫的響應和水分利用效率▩₪▩₪▩，並形成假彩圖像▩₪▩₪▩，可以與植物的形態指數及葉綠素熒光指數進行相關分析研究✘•☁。
近紅外成像模組技術引數
IT解決方案和儲存
WIWAM軟體在工業計算機上執行▩₪▩₪▩，觸控式螢幕✘•☁。該軟體配有使用者友好圖形介面▩₪▩₪▩，用於控制機器人站行為以及以*靈活度設計設計實驗✘•☁。可同時執行多組實驗▩₪▩₪▩，可執行不同隨機模式▩₪▩₪▩，可及時規劃單個植株或一組植株的處理✘•☁。在預設啟動時間▩₪▩₪▩，PC機將向工業PLC傳送指令▩₪▩₪▩，照管機器人移動✘•☁。所有成像▩₪▩₪▩，稱重/澆水以及環境資料均可存於SQL資料庫▩₪▩₪▩，記錄後可用於分析記錄✘•☁。系統採用了開放式資料庫結構▩₪▩₪▩，可以直接獲取影象✘•☁。該平臺可以與高效能計算相連▩₪▩₪▩，用於分析儲存資料或者可與本地伺服器設施整合✘•☁。
SMS郵件服務可以通知使用者機器報警和錯誤▩₪▩₪▩，可儘快進行使用者干涉✘•☁。系統可於任一點暫停和停下▩₪▩₪▩，UPS(不間斷電源)可防止資料丟失和確保在停電後全系統恢復✘•☁。該軟體也有平臺管理員系統設定和維護行為通道✘•☁。
影象分析和資料視覺化
WIWAM Conveyor有VIB開發的影象分析和資料視覺化軟體支援▩₪▩₪▩，此軟體包▩₪▩₪▩，稱為PIPPA▩₪▩₪▩，是中央網路介面和資料庫▩₪▩₪▩，一方面用來為不同型別的WIWAM植物表型平臺提供管理的工具▩₪▩₪▩，另一方面用於分析影象和資料✘•☁。
PIPPA與該平臺通訊▩₪▩₪▩，透過將PIPPA網路介面生成的實驗結果傳到平臺✘•☁。每個花盆的處理和基因型資訊已在資料庫限定以確保在整個實驗中的資料一體性✘•☁。實驗期間PIPPA對來自平臺的稱重▩₪▩₪▩，灌溉測量▩₪▩₪▩，環境資料▩₪▩₪▩，錯誤記錄以及影象資訊進行處理分析✘•☁。PIPPA支援這些影象後續處理(旋轉/收穫/等)✘•☁。影象分析文字可以在PIPPA介面初始化▩₪▩₪▩，可設置於網路伺服器執行(獨立版本)或計算機群執行▩₪▩₪▩，以快速生成結果✘•☁。隨後▩₪▩₪▩，透過檢查資料是否在特定閾值之內可在網路幾面對輸出文字進行驗證▩₪▩₪▩，例如▩₪▩₪▩，是否生長相關性狀▩₪▩₪▩，如植物枝條面積一段時間內是否增加✘•☁。
北京博普特科技有限公司是比利時WIWAM植物表型成像系統的中國區總總代理▩₪▩₪▩，全面負責其系列產品在中國市場的推廣₪│₪◕、銷售和售後服務
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