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レーザービームと3Dプリントによる農作物の改良

3D プリントされたテンサイの参照モデルがフィールド実験に使用されています。クレジット: ゲッティンゲンのテンサイ研究所 21 世紀の作物育種に新しい技術をどのように活用できるかを示すのが、レーザー スキャンと 3D プリントを組み合わせてテンサイ植物の詳細な 3D モデルを作成するという、最近発表された研究です。 インテリジェントな育種を導くための遺伝情報を得るという次のステップとして、ここで紹介する 3D 植物モデルは、テンサイ植物の地上部の重要な特徴を捉えており、AI 支援による作物改良パイプラインに使用できます。テンサイ植物モデルは再現可能で、現場での使用に適しています。 すべての研究情報、データ、方法論、3Dプリントファイルは無料で入手できます。作物管理には必要なツールが数多くあり、もちろん、誰もが自分の3Dテンサイ植物をプリントできるようになりました（メンテナンスは最小限で済みます）。テンサイ植物の3Dモデルとその検証は、ジャーナルの新しい出版物で発表されています。 ギガサイエンス。 現代の植物育種はデータ中心の取り組みであり、機械学習アルゴリズムと高度な画像技術を使用して望ましい特性を選択します。植物に関する正確な情報と測定値を収集する科学である「植物表現型解析」は、ここ数年で大幅な進歩を遂げました。 かつて、表現型解析は人間が面倒な測定を行っていました。今日、表現型解析パイプラインは最先端のセンサー技術を使用し、人工知能の支援を受けてますます自動化されています。測定対象には、サイズ、果実の品質、葉の形とサイズ、その他の成長パラメータが含まれます。 測定作業を自動化されたパイプラインに引き渡すことで効率が向上するだけでなく、コンピューター支援センサーは、人間が大規模に収集するのが非常に難しい植物に関する複雑な情報を取得できる場合が多くあります。 この新しいセンサー主導の作物育種の世界では、正確な参照資料が利用できることが非常に重要な側面です。 センサーには、葉の向きの角度など、より複雑な 3 次元特性も含め、関連するすべての特性を網羅した「標準植物」のデータを提示する必要があります。したがって、コンピューター内のデータや平面の 2D 表現だけよりも、実際の「人工植物」を実物大の基準として持つ方が望ましいです。たとえば、実際のモデルを、温室や試験場内の実際の植物の中に基準や内部管理として含めることもできます。 テンサイ植物の新しい 3D プリントモデルは、これらの用途を念頭に置いて作成されており、印刷ファイルは無料でダウンロードして再利用できるという利点もあります。これにより、他の科学者 (そしてテンサイ愛好家なら誰でも) が基準となるテンサイの正確なコピーを再現することができ、世界のさまざまな地域のさまざまな研究室で行われた研究をより比較できるようになります。3D プリントは手頃な価格であるため、このアプローチは、たとえば開発途上国などの資源の乏しい環境にも適応できます。 現実的なモデルのための正確なデータを収集するために、著者であるジョナス・ボーマー氏とサトウダイコン研究所（ゲッティンゲン）およびボン大学の同僚は、LIDAR（光検出および測距）技術を使用しました。簡単に言うと、実際のサトウダイコン植物をレーザーでスキャンし、12 の異なる視野角から 3D データを作成したのです。 温室テンサイ植物の LiDAR スキャンから生成された…