Robots en el invernadero

Para investigar el complejo rasgo del estrés por sequía, KWS utiliza un sofisticado sistema de fenotipado de plantas de maíz y remolacha azucarera.

A veces la investigación parece un videojuego: El equipo que Ben Gruber guía por el invernadero con su ordenador portátil está listo y esperando en la puerta de salida. Previamente, el biólogo del KWS ha definido con precisión los movimientos y trayectorias de su equipo interactivo: ¿Qué robot abandonará su posición para acercarse a una de las mesas de plantas numeradas? ¿Y en qué orden se llevarán las plantas a las distintas estaciones de la serie de pruebas?

Emplear tácticas previsoras es esencial para que las operaciones se desarrollen sin contratiempos. Se necesitan muchas mesas de plantas para un proyecto de investigación en colaboración en el que participan biólogos y físicos del KWS que pretenden fenotipar plantas de maíz y remolacha azucarera en un invernadero. El fenotipado es un proceso de medición y análisis detallado del aspecto externo de una planta, es decir, su fenotipo. De este modo se puede registrar tanto la influencia de los factores ambientales como la de los recursos genéticos de la planta.Traducción realizada con la versión gratuita del traductor.

Gruber y sus colegas se ocupan de un tema especialmente apremiante para los agricultores: Investigan rasgos relacionados con la tolerancia a la sequía. "Aún no sabemos qué genes activan las plantas cuando sufren estrés por sequía", explica el biólogo. Sin embargo, es importante conocerlo a fondo para poder mejorar eficazmente las variedades tolerantes a la sequía en el futuro, señala Gruber.

Las soluciones digitales se utilizan desde hace tiempo en el exterior, en el campo, pero ahora se trasladan cada vez más al espacio protegido del invernadero: Los robots planos de plataforma baja, a primera vista discretos, recuerdan a las plataformas elevadoras móviles. "Estos dispositivos han demostrado su eficacia en los centros logísticos de las empresas de venta por correo en línea, y también nos sirven aquí", explica Gruber. Los robots que eligió para el proyecto de prueba ofrecen más flexibilidad que, por ejemplo, las cintas transportadoras. Esto los hace ideales para mover las mesas de plantas, que pesan más de 50 kilos cada una, a las distintas estaciones del invernadero.Traducción realizada con la versión gratuita del traductor.

Las plantas de maíz y remolacha azucarera se pesan regularmente para determinar su consumo de agua a lo largo de todo un día. La información sobre la transpiración se combina después con otros datos. Un sistema de sensores en el techo mide las diferencias de temperatura y humedad existentes. "Parámetros como éstos son cruciales para los estomas de las hojas y, por tanto, para el consumo de agua de la planta", explica Gruber. "Con nuestro método, esperamos entender mejor cómo reaccionan las plantas a determinadas condiciones y por qué, por ejemplo, los estomas de las hojas se abren a ritmos variables".

Para aclarar ésta y otras cuestiones, como la producción y la fisiología del rendimiento, los investigadores del KWS examinan cuidadosamente los rasgos visuales de las plantas. Los científicos observan, entre otras cosas, cómo cambian la forma, el tamaño y el peso de las plantas a medida que se desarrollan. Para ello, los robots transportan las mesas de plantas a otra estación: la PhenoFactory".Traducción realizada con la versión gratuita del traductor www.DeepL.com/Translator

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    El biólogo de KWS Ben Gruber y el ingeniero mecatrónico Dustin Ethgen preparan los robots lowpad para su aplicación en el invernadero.

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    La hoja de una planta siempre se seca por la punta. El fenotipado detecta los cambios más pequeños que no son visibles a simple vista.

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    La Dra. Hanna Wildhagen, especialista en fenotipado digital, es responsable de las tecnologías de las series de investigación sobre tolerancia a la sequía de las plantas de maíz y remolacha azucarera.

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    Dentro de la PhenoFactory, una especie de caja fotográfica, cámaras de color y espectrales toman imágenes de las plantas.

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    Junto con David Sommer, desarrollador de LabView y especialista en automatización, Hanna Wildhagen evalúa los resultados.

Frente a la pared interior azul, el verde de las plantas destaca con especial claridad. Las cámaras de la PhenoFactory se activan automáticamente una vez que los robots han colocado las mesas de plantas en la posición correcta. Las fotografías permiten ver el contenido de agua de las plantas.

Las plantas se escanean desde todos los lados para obtener información desde varias perspectivas. Gruber afirma: "La tecnología nos permite recopilar datos 24 horas al día, 365 días al año. Esta alta frecuencia de pruebas es importante para lograr una buena validez y comparabilidad de los resultados."Esta comparabilidad ya se veía influida antes de comenzar la prueba, en el momento de sembrar las plantas. Por lo tanto, seleccionar los precultivos adecuados es importante para poder estudiar posteriormente rasgos como el tamaño observando plantas que tengan rasgos genéticamente idénticos lo más homogéneos posible.

Los robots llevan las tablas de plantas de la PhenoFactory de vuelta a sus lugares. Después regresan a su zona de partida, donde esperan su siguiente misión. "La tecnología nos ayuda en nuestra investigación, pero no puede sustituir a los conocimientos técnicos y la experiencia", afirma Gruber, quien añade que los conocimientos humanos seguirán siendo indispensables, sobre todo a la hora de analizar los datos recogidos.Traducción realizada con la versión gratuita del traductor

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