_ Valorificarea inteligenței computaționale pentru modelarea 3D a porumbului copertine

Înțelegerea structurii copertinelor culturilor este esențială pentru optimizarea producției agricole, deoarece influențează semnificativ eficiența utilizării resurselor, randamentul și rezistența la stres. În timp ce cercetările au integrat studiile de acoperiș în diferite practici agricole, construcția de modele 3D precise rămâne o provocare din cauza distribuțiilor spațiale complexe și a limitărilor tehnologice.

Metodele actuale se luptă să capteze date morfologice detaliate din cauza unor probleme precum rezoluția și cost. Pentru a aborda aceste probleme, există un interes în curs de dezvoltare în aplicarea tehnicilor de inteligență computațională (CI). Aceste tehnici s-au dovedit promițătoare în diverse aplicații agricole, dar nu au fost încă explorate pentru construirea de modele 3D ale copacurilor de porumb.

În martie 2024, Plant Phenomics a publicat un articol de cercetare intitulat „Modelarea tridimensională a copacurilor de porumb. bazat pe inteligența computațională”. Această cercetare își propune să integreze CI în modelarea 3D a copacului plantelor, concentrându-se în special pe depășirea provocărilor ocluziei interne și a competiției de resurse între culturile plantate dens.

Studiul prezintă o metodă de modelare 3D bazată pe inteligență computațională pentru copacurile de porumb. , concentrându-se pe vizualizarea și validarea structurii copacurilor de porumb în diferite densități și soiuri de plantare. Folosind această metodă, modelele 3D pentru soiurile de porumb JNK728 și JK968 au fost construite la densități de 3, 6 și 9×104 plante pe hectar.

Modelele au demonstrat capacitatea metodei de a surprinde efectele densității de plantare. pe structura baldachinului, inclusiv umbrirea sporită și ajustări ale unghiurilor azimutale ale frunzelor pentru a optimiza captarea luminii. Modelele au fost validate și au prezentat îmbunătățiri semnificative în simularea distribuției unghiurilor azimutale ale frunzelor, Valorile R2 au indicat un grad ridicat de consistență cu datele măsurate, în special după optimizarea printr-o abordare reflectivă.

Studiul a validat și acuratețea modelelor în reprezentarea acoperirii copacului, arătând o corelație cu condițiile reale ale copacului și evidențiind limitările modelelor în capturarea elementelor precum frunzele căzute și buruienile. Distribuția unghiurilor azimutale ale frunzelor aproape de 90° crește odată cu densitatea de plantare, sugerând un răspuns adaptativ al frunzelor de porumb la stresul mediului prin alinierea mai perpendiculară pe direcția rândului. Această tendință a fost validată în continuare prin construirea de modele 3D pe un gradient de densități de plantare.

Procesul de calcul, deși necesită mult timp, evidențiază eficiența și potențialul inteligenței computaționale în modelarea 3D a copacului. Optimizarea iterativă a raporturilor suprafeței frunzelor luminate de soare și ajustarea inteligentă a unghiurilor azimutale ale fitomerilor 3D reflectă aplicarea principiilor inteligenței roiului la modelarea copacului culturilor.

Studiul evidențiază importanța modelării precise a copacului culturilor pentru a înțelege plantele. competiție pentru resurse luminoase. Acesta sugerează îmbunătățiri suplimentare și lucrări viitoare pentru a îmbunătăți acuratețea și caracterul practic al modelelor, luând în considerare o gamă mai largă de factori de mediu și încorporând informații fenotipice și de creștere mai detaliate.

(Fluierul)