Операция сочное яблоко - максимально яблочные достижения ученых

Яблоко - фрукт со своим шармом. У него даже праздник свой есть, хоть и локально-религиозный. Решили вы яблоко засахарить, испечь или замочить - традиционно. Но также возможно сделать его героем лаборатории. Читаем.

Плесень на яблоках будет уничтожена

Коллектив ученых из Сколтеха и Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения представил новый метод выявления гнилых и плесневых дефектов на яблоках после сбора и в процессе хранения. Исследователи предложили использование системы компьютерного зрения для определения различных типов повреждений, которые могут возникнуть, когда фрукты находятся на складах и транспортируются к потребителям. Этот метод позволяет выявлять дефекты на ранних стадиях, когда они еще невидимы человеческому глазу.

Эксперименты проводились на примере яблок, где анализировались два типа дефектов: гниение и плесень. Для обнаружения повреждений использовались генеративно-состязательные и сверточные нейронные сети. Генеративно-состязательные модели генерировали инфракрасные снимки из видимых фотографий, а сверточные модели выделяли объекты нужных классов на полученных изображениях.

Эксперименты включали этапы сбора и обработки данных, оценки нескольких моделей генеративно-состязательных нейронных сетей, а также использование сверточной модели Mask R-CNN для обнаружения и классификации объектов на инфракрасных снимках. В результате работы была выбрана модель Pix2PixHD, показавшая максимальную близость сгенерированных инфракрасных снимков к оригинальным.

На последнем этапе исследователи использовали Jetson Nano - встраиваемую систему для запуска обученных нейронных сетей. Это оборудование может стать основой для создания реального устройства, способного обнаруживать дефекты на фруктах и овощах. В будущем ученые планируют расширить исследование на другие виды растений и протестировать различные нейронные модели.

Азотные удобрения не для яблок

Исследование, проведенное китайской научной группой под руководством профессора Шаньдунского сельскохозяйственного университета, выявило отрицательное воздействие избыточного применения азотных удобрений на привлекательность яблок.

Как отмечают ученые, в ходе роста яблок естественным образом покрываются восковым слоем, который служит защитой и сохраняет влагу.

Эксперименты продемонстрировали снижение содержания воска как в плодах, так и в листьях яблоневых садов при избыточном использовании азотных удобрений. Полученные результаты могут служить теоретической основой для разработки методов улучшения цвета, блеска и срока хранения яблок.

Новый сорт и сладкий бок

Научные исследователи из Казахстана разработали новый сорт яблока, известного как алматинское красное яблоко, прошедшее тщательный ДНК-анализ на основе 30 видов яблони Сиверса. Этот сорт обладает высокой устойчивостью к климатическим условиям, что подтверждают селекционеры. Исследования ученых направлены на восстановление былой славы апорта, к задаче которого они приступили несколько десятилетий назад.

Директор талгарского филиала Казахского НИИ плодоовощеводства, Саги Сайранулы, подчеркнул, что работа ученых строится на научных исследованиях, включая выращивание в тепличных условиях и лабораториях, что требует значительных временных затрат. Воскрешение апорта, запечатленного в памяти старшего поколения, представляет сложную задачу, учитывая влияние человеческого фактора и естественного износа сорта. Несмотря на популярность, апорт является затратным сортом, подверженным бактериальному ожогу и требующим особого ухода, что ставит под сомнение его привлекательность для интенсивного садоводства.

Директор компании, Олжас Сыванбаев, выражает надежду на возможность восстановления апорта после освоения существующих технологий и достижения стабильного урожая, несмотря на его ограниченный коммерческий потенциал и короткий срок хранения. Ученые стремятся не только вернуть внешний вид алматинского апорта, но и восстановить его вкусовые качества, признавая, что это может потребовать продолжительного времени и тщательной работы селекционеров.

Яблочный робот

Ученые из Вашингтонского университета работают над созданием мягкого робота для эффективной уборки яблок. Им был предоставлен грант в размере 1,2 миллиона долларов от Национального научного фонда для улучшения автоматизированных робототехнологий в сельском хозяйстве.

Исследователи, во главе с Мингом Луо, доцентом Школы машиностроения и материаловедения Флаэрти, планируют создать киберфизическую систему, объединяющую человеческий интеллект и машинное обучение, с целью улучшения процессов принятия решений и действий в условиях яблочных садов. Одновременно они разрабатывают роботов с мягкими телами, что поможет избежать повреждений при столкновениях с деревьями или людьми.

Луо отметил, что сельскохозяйственные роботы часто неэффективны в яблочных садах из-за непредсказуемой окружающей среды. Проект включает создание цифровой сети для взаимодействия между оператором и роботом, что позволит последнему лучше понимать поставленные задачи и учиться на основе пользовательской информации. Кроме того, исследователи разрабатывают простую и доступную роботизированную систему с мягким телом и тканевой рукой, предназначенную для бережного сбора яблок.

Луо отмечает, что безопасность мягкого робота станет приоритетом, позволяя ему избегать повреждений при столкновениях с деревьями и людьми. В конечном итоге робот будет выполнять не только задачи по сбору яблок, но и другие операции, такие как прореживание цветов, опыление и обрезка.

Оливково-яблочное исцеление

Группа ученых из России и Китая разработала противоопухолевые препараты, используя экстракты из яблок и оливок. Российский научный фонд поделился информацией о создании этих средств, где основными компонентами являются тритерпеновые кислоты, обнаруженные в различных растениях, включая яблоки, чеснок и оливки.

Ученые объединили молекулы с использованием химического «транспортера», который обеспечивает эффективную доставку соединений внутрь пораженных клеток. Эта технология может быть успешно применена уже сегодня для лечения различных видов опухолей, включая тяжелые стадии. Однако некоторые врачи подчеркивают необходимость дополнительных тестирований и проверок этих препаратов.

Небывалый урожай белорусских ученых

Гродненские ученые достигли уникального урожая яблок, который составляет до 50 тонн с гектара в зональном институте растениеводства. Новый ведущий отечественный сорт «Сябрына» особенно выделяется своей высокой урожайностью, устойчивостью к погодным условиям и отличным хранением нарядных и сочных плодов в течение всей зимы. Белорусские гибриды также показали выдающиеся результаты, превосходя зарубежные аналоги в некоторых аспектах, специально адаптированные к климатической зоне страны.

Институт работает с более чем полусотней яблочных сортов, выращивая 15 из них в собственных садах. На текущем этапе три бригады активно заняты сбором плодов, привлекая даже местных жителей, которые берут отпуск с основных мест работы, чтобы помочь институту с уборкой.

Инна Синкевич, заведующая отделом садоводства Гродненского зонального института растениеводства НАН Беларуси, подчеркивает высокую урожайность сортов, благодаря хорошей защите, что приводит к получению чистых, высококачественных и окрашенных яблок. На текущий момент собрано и сохранено на хранение уже 1100 тонн яблок, но ученые признают, что урожай мог бы быть еще более обильным, если бы не вмешательство летней засухи.

В следующем году институт намерен провести эксперимент, переведя более 60% площадей сада на капельный полив. Также отмечается спрос на белорусские яблоки за границей, с уже налаженным экспортом в Россию и планами расширения географии экспорта.

Источник: «АПК Эксперт. Растениеводство»