比利時WIWAM 室內(nèi)植物表型成像柜WIWAM Imaging Box

?WIWAM植物表型成像系統(tǒng)由比利時SMO公司與Ghent大學VIB研究所研制生產(chǎn)，整合了LED植物智能培養(yǎng)、自動 化控制系統(tǒng)、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*技術，以較優(yōu)化的方式實現(xiàn)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(tài)與形態(tài)結構成像分析，用于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(tài)毒理學研究、性狀識別及植物生理生態(tài)分析研究等。

SMO是歐洲著名的機械設備制造與設計工程公司，是一家將大規(guī)模自動化理念和工業(yè)級零件和設備整合入 植物成像系統(tǒng)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(jīng)驗，為歐洲*客戶提供機械設計 解決方案，SMO公司將機械領域的*理念帶入了植物表型機器人領域，所采用的配件均為工業(yè)界廣泛認可的高品質(zhì) 配件，耐受苛刻環(huán)境，另外表型設備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，基于工業(yè)領域的豐富經(jīng)驗，可針對不同客戶需求，一般2-3周就可以提供極復雜表型成像系統(tǒng)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柜 式成像系統(tǒng)，也提供野外表型成像系統(tǒng)設計方案。

室內(nèi)植物表型成像柜WIWAM Imaging Box產(chǎn)品介紹

WIWAM Imaging Box是一款基礎可重復性強大表型成像機器人，用于對小型、中型和大型植物，如擬南芥植物研究和表型分析，也可對番茄、大豆、玉米等較大植株等進行表型分析等研究，也可對培養(yǎng)皿、多孔板，花盆等進行成像，訂購時需提供研究植物種類和要求尺寸。該成像柜可測量多種植物生長參數(shù)。WIWAM Imaging Box更換花盆需要進行手工操作。

WIWAMImaging Box箱式外殼，不同線路以及或多個成像相機以及計算機軟件和控制系統(tǒng)組成。全套系統(tǒng)大都安裝在現(xiàn)有箱 式堅固外殼內(nèi)，內(nèi)置高品質(zhì)工業(yè)部件。通常采用上方取景照相機獲得圖像。成像柜可同時安裝一系列照相機系統(tǒng)，如可見光（VIS），紅外光（IR），近紅外光（NIR），多光譜以及葉綠素熒光相機等。相機專門可配相機定位系統(tǒng)，用以實現(xiàn)將多個相機系統(tǒng)定位在同一視角，允許不同成像方式；也標配稱重澆水裝置。通過控制系統(tǒng)就可以進行高分辨率成像。該成像柜可通過較優(yōu)化的方式實現(xiàn)植株的方位生理生態(tài)與形態(tài)結構成像分析，用于較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(tài)毒理學研究、性狀識別及植物生理生態(tài)分析研究等。系統(tǒng)成像柜標配稱重和灌溉站，可對每個植株均進行進行個性處理。成像平臺是封閉區(qū)域，配有適合照像的光照條件，可從不同觀察角度獲得穩(wěn)定圖像，聚焦遠處感興趣部分。成像柜可以容納備選一系列照相系統(tǒng)，用于非損害性圖像獲取。除了上面提到的標準配置，WIWAM Imaging Box可設計成頂視-側視版本，用于高達150cm盆栽植物的表型成像，包含一個自上而下的鏡頭和一個水平鏡頭，可以從各個方面拍攝樣品圖像。該成像柜也可集成光、溫度和濕度傳感器監(jiān)控環(huán)境，詳細記錄實驗生長條件。

室內(nèi)植物表型成像柜WIWAM Imaging Box優(yōu)勢

所有表型平臺均為SMO工程部門自主設計、針對課題組的研究項目快速、準確提供技術方案，設備中諸多備件為自主生產(chǎn)和設計；公司軟件設計團隊針對具體項目提供有針對性的WIWAM定制軟件；SMO和VIB自主開發(fā)PIPPA 數(shù)據(jù)管理、視覺成像和分析軟件，系統(tǒng)高效處理整個實驗設計的大數(shù)據(jù)；PIPPA 軟件可安裝在網(wǎng)絡服務器上（包括專有用戶管理系統(tǒng)），網(wǎng)絡中每個計算機均可操作；在PIPPA軟件內(nèi)，可集成整合外來分析數(shù)據(jù)和文本；易于獲取數(shù)據(jù)庫和原始圖像數(shù)據(jù)；與客戶自有IT技術設施進行整合；針對客戶對表型設備運行環(huán)境了解欠缺的事實，提供表型設備生長室、溫室建設交鑰匙設計方案，實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)如 照明、溫度、濕度等控制，提供一站式表型研究解決方案；專門技術人員維護設備、定期指導維護硬件；代理密切溝通服務、提供支持反饋；自主電路設計、建筑內(nèi)電柜設計、機械電纜布線以及PLC管理所有室內(nèi)設施，將工業(yè)領域理念灌輸?shù)娇蒲兄?；多篇利用WIWAM系統(tǒng)進行研究的文章發(fā)表在*期刊如Nature Biotechnology等上面；迅速增長的用戶群；采用開放式框架設計，可整合市面上的所以種類成像模塊。

應用領域

遺傳資源和序列數(shù)據(jù)快速積累，但將該信息與基因功能相關聯(lián)的進程要緩慢的多，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(chǎn)量的主要瓶頸。*表型工作是耗勞力和教具技術挑戰(zhàn)性的部分，成本高且耗時。但該“表型瓶頸”已可通過集成新型圖像獲取技術、機器人技術、圖像分析技術以及數(shù)據(jù)處理技術解決。WIWAM 植物表型成像系統(tǒng)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(diào)節(jié)、耐旱研究、植物生理、鹽堿或重金屬脅迫反應等。也可在不同光照條件，營養(yǎng)水平或土壤類型下，研究化 學物影響.

產(chǎn)品可選配模塊

可見光RGB成像模塊

可見光RGB成像是所有高通量植物表型平臺的核心部分，它分辨率高、測量快速、科研中應用多、發(fā)表文章較多，可以捕獲與植物生長和發(fā)育相關的大量參數(shù)。此外，它們可以提供植物形態(tài)和結構的測量，并且包含顏色信息。參數(shù)如下：

葉面積、植物緊實度／緊密度、葉片周長、偏心率、葉圓度、葉寬指數(shù)、植物圓直徑、凸包面積、植物質(zhì)心、節(jié)間距、生長高度、植物三維大高度和寬度、相對生長速率、葉傾角、節(jié)葉片數(shù)量。

IT解決方案和儲存

WIWAM軟件在工業(yè)計算機上運行，觸摸屏。該軟件配有用戶友好圖形界面，用于控制機器人站行為以及以*靈活度設計設計實驗?？赏瑫r運行多組實驗，可運行不同隨機模式，可及時規(guī)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(yè)PLC發(fā)送指令，照管機器人移動。所有成像，稱重/澆水以及環(huán)境數(shù)據(jù)均可存于SQL數(shù)據(jù)庫，記錄后可用于分析記錄。系統(tǒng)采用了開放式數(shù)據(jù)庫結構，可以直接獲取圖像。該平臺可以與高性能計算相連，用于分析儲存數(shù)據(jù)或者可與本地服務器設施整合。

SMS郵件服務可以通知用戶機器報警和錯誤，可盡快進行用戶干涉。系統(tǒng)可于任一點暫停和停下，UPS(不間斷電源)可防止數(shù)據(jù)丟失和確保在停電后全系統(tǒng)恢復。該軟件也有平臺管理員系統(tǒng)設置和維護行為通道。

圖像分析和數(shù)據(jù)可視化

WIWAM Conveyor有VIB開發(fā)的圖像分析和數(shù)據(jù)可視化軟件支持，此軟件包，稱為PIPPA，是中央網(wǎng)絡界面和數(shù)據(jù)庫，一方面用來為不同類型的WIWAM植物表型平臺提供管理的工具，另一方面用于分析圖像和數(shù)據(jù)。

PIPPA與該平臺通訊，通過將PIPPA網(wǎng)絡界面生成的實驗結果傳到平臺。每個花盆的處理和基因型信息已在數(shù)據(jù)庫限定以確保在整個實驗中的數(shù)據(jù)一體性。實驗期間PIPPA對來自平臺的稱重，灌溉測量，環(huán)境數(shù)據(jù)，錯誤記錄以及圖像信息進行處理分析。PIPPA支持這些圖像后續(xù)處理(旋轉(zhuǎn)/收獲/等)。圖像分析文本可以在PIPPA界面初始化，可設置于網(wǎng)絡服務器運行(獨立版本)或計算機群運行，以快速生成結果。隨后，通過檢查數(shù)據(jù)是否在特定閾值之內(nèi)可在網(wǎng)絡幾面對輸出文本進行驗證，例如，是否生長相關性狀，如植物枝條面積一段時間內(nèi)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(tǒng)的中國區(qū)總總代理，全面負責其系列產(chǎn)品在中國市場的推廣、銷售和售后服務