Den nye fuldautomatiserede robot, der er blevet installeret i et væksthus ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet i Taastrup, kan overvåge udviklingen hos planter i 117 store potter eller 468 små potter og så behandle dem individuelt ud fra målinger af planternes tilstand.
Hver plante kan for eksempel blive vandet og gødet alt efter den målte koncentration af vand og næringsstoffer i jorden i den enkelte potte. Ligesom robotten blandt andet kan rotere, måle og veje planterne samt flytte rundt på dem, så planterne får ens vækstbetingelser. Robotten har desuden to termiske kameraer og et multispektral kamera til blandt andet at måle planternes vækst og om de er stressede.
Navnet på robotten - PhenoLab - bunder således i, at den kan bestemme planters fænotype, hvilket vil sige, at den måler, hvordan planternes gener bliver udtrykt under forskellige miljøfaktorer.
Mekanismerne kan studeres
Leder af Institut for Plante- og Miljøvidenskab Svend Christensen har store visioner for robotten.
- Med PhenoLab har vi automatiseret en masse rutiner, som vi normalt gør manuelt, når vi laver planteforsøg. Det gør, at vi nu kan lave forsøgene i mange flere planter og måle meget mere præcist på planternes tilstand, så vi er i stand til at forstå mere om planternes respons på forskellige faktorer, siger han.
Det vil for eksempel i høj grad forbedre forskernes muligheder for at studere, hvordan planternes gener spiller sammen med de ydre påvirkninger, som planterne udsættes for.
- Især kan vi begynde at forstå, hvordan planterne regulerer optaget af vand og næringsstoffer, hvilket for eksempel er interessant i forhold til tørke og næringsstofmangel. Vi vil dermed blandt andet bedre kunne forske i planters tilpasning til fremtidens klimaforhold, eller hvordan vi kan sikre bedre udnyttelse af vand, næringsstoffer og solens energi, forklarer Svend Christensen og fortsætter:
- Denne forskning kan komme til at betyde rigtig meget for landbruget, da vi kan finde ud af, hvilke egenskaber planterne skal have for at kunne modstå klimaændringer eller udnytte næringsstofferne bedre. Det kan dels bruges i forædlingen, men også til at udpege og vælge eksisterende sorter efter hvilke der er gode under forskellige forhold. Vi kan eksempelvis teste, hvor effektivt forskellige sorter klarer vandmangel, og hvor i plantens gener denne egenskab bliver styret.
I første omgang er robotten blevet sat til at passe og overvåge byg smittet med svampen meldug. Målet er at undersøge, hvordan byggen og svampen reagerer på forskellige mængder af vand og næringsstof. Det kan blandt andet give svar på om planteforædling kan gøre byg resistent overfor forskellige sygdomme og om en ændring i mængden af regn i fremtiden vil kunne ændre byggens resistens.
- En anden mulighed er for eksempel at bruge robotten til at undersøge, hvordan nyttige mikroorganismer i jorden kan være med til at øge planternes vækst og deres forsvar mod sygdomme. Det er på trods af den store betydning ikke undersøgt tilstrækkeligt i dag, fordi det kræver meget præcise forsøg, siger Svend Christensen.
Tæt samarbejde
Og uden robotten kunne alt dette ikke lade sig gøre.
- For at kunne studere disse komplekse mekanismer, bliver vi nødt til at automatisere forsøgene, så PhenoLab giver os helt nye muligheder i forhold til vores nuværende forsøg i både laboratorier, væksthuse og marker. Robotterne er en stor hjælp i forskningen, fordi vi kan lave mange flere gentagelser af forsøgene og meget mere præcise målinger af planternes vækst. Vi har allerede flere robotter her på instituttet, og jeg tror kun, at vi vil se flere robotteknologier i planteforskningen fremover, fortæller Svend Christensen.
Robotten er den første af sin slags og udviklet specielt til Institut for Plante- og Miljøvidenskab.
- Vi har haft et unikt samarbejde med virksomheden ProInvent, der har leveret PhenoLab. Det har i høj grad været brugerdrevet udvikling, og mange af instituttets forskere og gartnere har bidraget med ideer og ekspertise, fortæller Svend Christensen.
Leif Dalum, der er administrerende direktør for ProInvent og Videometer, der har udviklet og leveret robottens kameraer, sætter også pris på samarbejdet.
- Det her er et uhyre spændende projekt, der har ramt lige ind i vores kernekompetencer. Ideen blev født på Institut for Plante- og Miljøvidenskab, og så har vi sammen taget et teknologisk kraftspring i forhold til hvad der ellers findes. Vi arbejder nu videre med PhenoLab og forventer også at levere til universiteter i udlandet, siger Leif Dalum.
