植物育種學(xué)家每次會栽培數(shù)千個(gè)潛力品種；直到現(xiàn)在，對植物關(guān)鍵特征的觀察都是人工完成的。在一項(xiàng)新的研究中，在對潛力品種的測試?yán)?，無人駕駛飛行器，或無人駕駛飛機(jī)，可成功地用來遠(yuǎn)程評估和預(yù)測大豆成熟時(shí)間。使用無人機(jī)來完成這項(xiàng)工作可以大大減少評估新作物所需的工時(shí)。

　　當(dāng)植物育種學(xué)家開發(fā)新的作物品種時(shí)，他們會種植很多植物，而且他們都需要反復(fù)檢查。

　　“農(nóng)民可能會有100英畝土地，只種植一個(gè)大豆品種，而植物育種學(xué)家可能會在10英畝土地上種植1萬種潛在品種。農(nóng)民可以快速地確定田地里的單一大豆品種什么時(shí)候才能收割。但是，在秋天，植物育種學(xué)家必須反復(fù)走過實(shí)驗(yàn)田，以確定每種潛在作物的成熟時(shí)間。”美國伊利諾伊大學(xué)大豆育種家布瑞恩·迪爾思解釋說。

　　“我們每三天都必須進(jìn)行檢查。”碩士生內(nèi)森·施米茨補(bǔ)充道。“在一年中的收獲季節(jié)里，這要花費(fèi)我們大量的時(shí)間。而且田地里有時(shí)候很熱，有時(shí)候又很泥濘。”

　　為了簡化工作，一個(gè)跨學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)，包括植物育種學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家、工程師和地理信息專家都轉(zhuǎn)向無人駕駛飛行器——俗稱無人機(jī)領(lǐng)域的研究。“當(dāng)無人機(jī)能夠?yàn)槲覀兯?，我們將研究如何才能將這項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用到育種領(lǐng)域。這是*嘗試，我們試圖把復(fù)雜的事情簡單化。”迪爾斯說。

　　其中一個(gè)目標(biāo)是，利用裝載在無人機(jī)上的攝像頭，以及復(fù)雜的數(shù)據(jù)和成像分析技術(shù)，預(yù)測蠶豆的成熟時(shí)間。“我們利用多光譜成像技術(shù)。”施米茨解釋說。“我們在程序中建立一個(gè)方程式，以便獲取反射在植物上的光頻變化。顏色的變化就是我們?nèi)绾螌⒊墒炫c不成熟植物區(qū)分開的依據(jù)。”

　　研究人員開發(fā)了一種算法，將無人機(jī)獲取的圖像與用傳統(tǒng)方法（通過田間研究）衡量的蠶豆成熟度數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。我們用無人機(jī)進(jìn)行的成熟度預(yù)測非常接近我們田間研究的記錄。”迪爾斯指出。

　　通過模型做出的預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)到93%，但是，迪爾斯說，如果沒有無人機(jī)自身固有的局限性，他們可能會做得更好。例如，無人機(jī)只能在陽光明媚和風(fēng)力較小的日子里飛行。

　　對于它們在提高農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的效率和準(zhǔn)確率方面，無人機(jī)得到了越來越多的認(rèn)可，尤其是2016年8月新的FAA（聯(lián)邦航空局）規(guī)則生效后，該研究是首批利用無人機(jī)優(yōu)化育種實(shí)踐的研究。迪爾斯指出，該應(yīng)用對于大型育種企業(yè)非常實(shí)用，它們每年要測試數(shù)十萬個(gè)潛在品種。如果利用這項(xiàng)技術(shù)，能夠讓植物育種學(xué)家節(jié)省時(shí)間和精力，新品種就可以更快地開發(fā)出來供農(nóng)民使用，這是一個(gè)受歡迎的改進(jìn)。

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