来自康奈尔大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员正在开发一种高科技的便携式成像系统，通过提高冬季葡萄修剪的效率来提高利润和产量。
多亏了宾夕法尼亚葡萄酒营销和研究项目的资助，这项研究才得以进行。该奖项从今年开始，第一年的奖金为6万美元;赠款将根据进展情况每年续期，最长可达三年，总额为16万美元。
“我们希望有一个热和多光谱成像系统,种植者可以附加到一个全地形车,开车经过他们的葡萄园,它会产生生活和死亡的味蕾的地图,然后修剪可以用来指导他们的行为,”贾斯汀Vanden Heuvel说,项目的首席研究员和教授康奈尔艾瑞泰克的葡萄栽培。
在东北部，低温对花蕾的损害是葡萄种植者的主要问题。冬春两季变暖后，突然的严寒会杀死嫩芽，因为经过一段变暖期，藤蔓失去了抗寒能力。在气温波动较大的年份，芽死亡率可达90%。
“我们必须真正了解葡萄园不同部分的死亡率水平，以指导修剪实践，因为修剪是葡萄栽培者最重要的角色之一，”Vanden Heuvel说。“它决定了笋数，然后决定了作为一个函数的产量。”
为了确定葡萄植株上死芽的百分比，种植者必须用剃须刀片手工切割节点来取样并评估芽损伤的百分比。当他们知道葡萄藤上活芽的比例时，他们就可以相应地进行修剪，以获得适当数量的活芽，从而获得适当的产量和美味的葡萄。
但许多种植者跳过了这一步，这需要很多小时的训练劳动力。这种做法也会损害葡萄树。如果没有经过评估，种植者通常会修剪不当，结果要么产量太高，要么太低;当产量过高时，水果中的糖含量就很低，使它们成为劣质的酿酒葡萄;如果价格太低，水果的销售就无法弥补生产成本。
“我们的愿景是为种植者，尤其是纽约州的葡萄种植者实现最大的盈利，”联合首席研究员、康奈尔农业科技大学(Cornell AgriTech)系统工程和数据分析助理研究教授余江说。他的项目专注于开发数字农业系统。
于江，康奈尔农业科技大学系统工程和数据分析助理研究教授。
热成像技术可以检测出含水的芽，含水的活芽比死芽要多。但是现有的热成像相机分辨率低，而且葡萄花蕾很小，很难成像。
为了解决这一问题，研究小组计划整合高分辨率多光谱成像技术，该技术利用光谱特征，根据预先确定的最佳波长对活芽和死芽进行成像。这些图像将通过一个深度学习模型进行处理，该模型可以识别芽的位置，并区分活芽和死芽。
当探测到芽时，机器人手臂会将相机放在正确的位置，拍摄热成像，以验证多光谱数据，并明确区分活芽和死芽。这两种技术一起可以交叉检查数据，提高数据的准确性。所有这些技术将被集成到一个独立的系统，可以很容易地连接到ATV。
“我们的目标是开发一种易于使用的技术，让种植者能够以合适的速度开车，并让系统为他们收集数据，”Vanden Heuvel说。
从今年4月开始，该团队还获得了康奈尔农业科技公司(Cornell AgriTech)的风险基金资助，为期两年，每年4万美元。这笔资金将用于开发一个自主机器人平台，用于多种特殊作物的多模态传感系统。该机器人的第一个应用将是将其与成像系统集成，并将其设置为自动通过葡萄园和自动收集芽活力的数据。
宾夕法尼亚州立大学的植物科学助理教授Co-PI Michela Centinari是葡萄树抗寒性的专家。
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