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Remolachas impresas en 3D: una nueva herramienta para el fenotipado de las plantas

Publicado el junio 24, 2024 por Carol S.

La tecnología en la industria agrícola está en constante mejora. Durante los últimos años ha aumentado el uso de herramientas como los drones, robots agrícolas, los escáneres, sembradoras de precisión e incluso la inteligencia artificial. Las ventajas que han traído dichas herramientas son, sobre todo, en cuanto al rendimiento de los cultivos y la gestión inteligente. La impresión 3D también ha traído beneficios en este campo, por ejemplo, para la fabricación rápida de herramientas agrícolas. Sin embargo, las posibilidades son más amplias, como se demuestra en un reciente estudio donde se han creado un modelo de remolacha impresa en 3D para mejorar el fenotipado de las plantas.

Científicos del Instituto de Investigación de la Remolacha Azucarera, en colaboración con la Universidad de Bonn, ambas instituciones alemanas, han creado un modelo de planta impreso en 3D para obtener un fenotipado preciso y fiable. El fenotipado en la agricultura es un proceso de observación y análisis de las plantas para hacer predicciones sobre su estado en un determinado espacio. En concreto, el fenotipado es el resultado de la interacción entre la información genética de una planta cuando interactúa con el ambiente. En ese sentido, es un proceso importante pues se pueden identificar las plantas con los mejores atributos y así optimizar los plantíos.

Créditos de la foto: Phys.Org

Anteriormente, el fenotipado se basaba en mediciones realizadas manualmente por los humanos, lo que era una tarea tediosa e invasiva para los cultivos, pero con la llegada de ciertas tecnologías el proceso se ha automatizado. Algunas de las tecnologías que se han empleado son los sensores, las cámaras espectrales o la inteligencia artificial. Ahora, se combinarán estas herramientas con un modelo 3D de remolacha azucarera que servirá de ejemplo para mejorar los cultivos.

¿Cuál ha sido el proceso para crear la remolacha impresa en 3D?

Los datos de referencia para el modelo se tomaron de una planta real de remolacha en condiciones de invernadero. Con ayuda de un escáner de tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging) se obtuvieron datos 3D desde 12 ángulos diferentes para crear una nube de puntos exacta. Luego, esos datos sirvieron para crear el archivo 3D que se imprimió con una impresora FDM. Si bien, hay una cierta simplicidad en esta etapa del estudio, las ventajas que trae el modelo 3D son significativas.

En primer lugar, las predicciones sobre los cultivos mejorarán. Para obtener información completa del estado de un cultivo, la industria agrícola necesita de sensores que digitalizan datos como el tamaño de las hojas, la calidad de los frutos, el ángulo de inclinación de las hojas, la forma, etc. Una vez se obtienen estos datos, se recurre a softwares específicos que realizan reportes completos y modelos de predicción con ayuda de la inteligencia artificial. De esta manera, los agricultores pueden intervenir en el momento indicado. Sin embargo, para realizar tales predicciones, los sistemas necesitan una referencia de lo que sería una planta “ejemplar”, es aquí donde entraría en juego el modelo impreso en 3D.

Ciertamente, un modelo físico de la planta ayuda a que los resultados sean más precisos que con simples datos digitales, como lo era antes. Jonas Bömer, autor principal del estudio, explica: «En el campo del fenotipado tridimensional de plantas, la referenciación de los sistemas de sensores utilizados, los algoritmos informáticos y los parámetros morfológicos capturados representa una tarea desafiante pero importante. La aplicación de tecnologías de fabricación aditiva para generar modelos de referencia reproducibles presenta una novedad para desarrollar metodologías estandarizadas para una referenciación objetiva y precisa, beneficiando a la investigación científica y a la mejora práctica de las plantas».

Finalmente, el principio de esta investigación no se limita a la remolacha azucarera. La combinación de inteligencia artificial, tecnología de sensores e impresión 3D se puede aplicar a cualquier planta para monitorear mejor los cultivos. Los científicos han remarcado el hecho de que la totalidad de la investigación es de libre acceso e invitan a otros laboratorios e interesados a implementar otros modelos como el de las remolacha impresa en 3D. Si quieres obtener más información, puedes consultar el estudio aquí.

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