ืืื ื ืืืืืืชืืช
ืงืืฆืจ ืืืื ืืฉืืืืช AI ืขืฉืื ืืืืืช ืืขื ืืฉืืขืืช ืืืืื ืืงืืืืืช ืื ืจืืืืช
פיזיקאים באוניברסיטה הטכנית של דנמרק פיתחו את קוצר הפירות הקטן בעולם, שנשלט על ידי בינה מלאכותית (AI), המאפשר קוצר בגודל של כמה מיקרונים.
קארה הארטוויג ינסן, פרופסור חבר ב-DTU Physics, יצא להפחית את הצורך בקטיף, הובלה ועיבוד של גידולים לייצור ביו דלקים, תרופות ומוצרים אחרים. החומרים שמופקים נקראים מטבוליטים צמחיים, והשיטה החדשה מבטלת את הצורך בתהליכים כימיים ומכניים.
המחקר פורסם ב Plant Physiology.
מטבוליטים צמחיים
מטבוליטים צמחיים הם בעלי מגוון רחב של חומרים חיוניים, ואלו כמו התרופה נגד מלריה ארטמיסינין הם בעלי תכונות תרופתיות. אחרים, כמו גומי טבעי או ביו דלק משרף עצים, הם בעלי תכונות מכניות.
רוב המטבוליטים הצמחיים מבודדים בתאים בודדים, ושיטת ההפקה של המטבוליטים היא חשובה, שכן ההליך משפיע על טוהר המוצר והיבול. תהליך ההפקה כולל טחינה, סנטריפוגציה וטיפול כימי באמצעות ממסים, שגורם לזיהום שמוביל לעלויות גבוהות של עיבוד וסביבתי.
“כל החומרים מיוצרים ומאוחסנים בתוך תאים בודדים בצמח. זהו המקום שבו צריך להיכנס אם ברצונך לחומר הטהור. כאשר אתה קוטף את כל הצמח או מפריד את הפרי מהענפים, אתה גם קוטף הרבה רקמה שאינה מכילה את החומר שאתה מעניין,” אומר קארה הארטוויג ינסן.
“יש שני זוויתים לזה. אם אתה רוצה להפיק את החומרים הטהורים, אתה צריך לעשות את זה תא תא. וכאשר אתה יכול לעשות את זה, כפי שהוכחנו, אתה לא צריך לקטוף את הצמח. אז אתה יכול לשים את הרובוט הקטן והוא יעבוד בלי לפגוע בצמח,” ממשיך קארה.
כרגע, הקוצר משמש עם צמחים ועלים, אבל הצוות רואה אותו עובד בקנה מידה גדול יותר בעתיד. אם הכל יעבוד כמתוכנן, הגישה החדשה יכולה ליצור מקור חדש של ביומסה ולהקים אזור חדש של ייצור אנרגיה בר קיימא.
יישום פוטנציאלי בעתיד יכול להיות להשתמש בטכנולוגיה כדי לנצל אנרגיה מעצים.
“ביערות של קנדה ורוסיה, יש יערות אשוח שאינם נגעו, עם כ-740 מיליארד עצים. זה כ-25% מכלל מספר העצים בכדור הארץ. בפיתוח הטכנולוגיה הזו, אנו יכולים לנצל עצים לסוכר ולייצר ביו דלק בלי לכרות או לפגוע בעצים,” מסביר קארה.
הקוצר מחפש תאים בפירות ועלים שקוטרם 100 מיקרון, וראש המחט הוא כ-10 מיקרון.
מגנוס ולדמר פאלודן הוא סטודנט לדוקטורט ב-DTU Physics, שיצר את מערכת ניתוח התמונה, זיהוי תמונה ובקרת רובוט.
“כל זה נעשה עם מצלמת מיקרוסקופ. בתחילה, סימנתי באופן ידני פיקסלים על תמונות המיקרוסקופ שמראות את התאים שהרובוט יקטוף. מידע זה יכול לשמש לאימון מחשב למצוא תאים דומים בתמונות חדשות,” אומר מגנוס.
AI ולמידת מכונה
הטכנולוגיה החדשה מסתמכת על למידת מכונה ורשת עצבית קיימת GoogLeNet. הרשת מסוגלת לזהות מבנים מיקרוסקופיים ולבצע ניתוח תמונה מתקדם.
“השתמשנו בטכניקה הנקראת למידת העברה, שבה אתה משתמש ביכולת הרשת העצבית הקיימת לזהות אובייקטים שונים בתמונה. בהראות למחשב מספר תמונות חדשות עם תאים מסומנים באופן ידני, הצלחנו לכוון את פרמטרי הרשת כך שת
