使用机器人和人工智能的新技术正在加速保护葡萄作物的工作

纽约州伊萨卡市——使用机器人和人工智能的新技术正在加速保护葡萄作物的工作，并将很快可供全国范围内从事各种植物和动物研究的研究人员使用。

生物学家Lance Cadle-Davidson是康奈尔大学综合植物科学学院 (SIPS) 的兼职教授，也是美国农业部农业研究服务中心 (USDA-ARS) 的研究植物病理学家，他正致力于开发葡萄品种。对白粉病的抵抗力更强，白粉病可以在肉眼可见之前出现在红外线中。但是他的实验室的研究由于需要手动评估数千个葡萄叶样本以获取感染证据而受到阻碍。

因此，Cadle-Davidson 的团队通过 USDA-ARS 资助的VitisGen2葡萄育种项目并与光与健康研究中心合作，开发了可以自动扫描葡萄叶样本的成像机器人原型——这一过程称为高通量表型分析。这种合作关系促成了他们命名为“BlackBird”的机器人相机的诞生。

BlackBird 机器人可以以每像素 1.2 微米的尺度收集信息——相当于普通的光学显微镜。对于每个被检查的 1 厘米叶子样本，机器人提供 8,000 x 5,000 像素的信息。

从如此大的高分辨率图像中提取有用信息是康奈尔农业科技SIPS 园艺部助理研究教授、工程师和计算机科学家Yu Jiang面临的挑战，他的团队使用 AI 来解决这个问题。

利用为人脸识别等计算机视觉任务开发的深度神经网络的突破，江将这些知识应用于分析葡萄叶的显微图像。此外，蒋和他的团队实现了网络推理过程的可视化，这有助于生物学家更好地理解分析过程并建立对人工智能模型的信心。

Cadle-Davidson 的团队通力合作，测试并验证了机器人所看到的内容，让蒋的团队能够教会他们如何更有效地识别生物特征。结果令人震惊，Cadle-Davison 说。过去需要他的整个实验室团队六个月才能完成的研究实验现在只需要一天就可以完成 BlackBird 机器人。

“它彻底改变了我们的科学，”Cadle-Davidson 说。“而且我们发现，Yu 的人工智能工具实际上在解释这些葡萄的遗传学方面做得比我们一次坐在显微镜下几个月做艰苦的工作要好。”

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