创新背景

如今种植的几乎所有葡萄品种都极易受到白粉病和霜霉病的影响。在过去的140年里，世界各地的种植者都使用多种化学杀菌剂来保证葡萄的品质。保证葡萄的品质可以在育种方面进行控制，研究人员利用自主机器人分析葡萄性状，培育出新型品种，从源头减少病虫害侵袭。

研究人员发现了许多控制葡萄藤重要性状的基因，如抗病性，抗虫性，水果和葡萄酒质量。有了这些宝贵的新遗传资源，全国各地的葡萄育种者能够在创纪录的时间内储存他们的管道，这些新品种结合了高质量和高抗病性。

创新过程

研究人员研发的自主机器人将在葡萄园中滚动，使用计算机视觉收集每棵葡萄树的生理状态数据。通过将这些数据与十年来葡萄育种的突破相结合，研究人员正在改进PPB（新的四年项目），使育种者和种植者能够实时逐叶评估他们的葡萄园 ，直到化学水平。

研究人员专门使用成像光谱进行疾病检测，他将进行现场试验，为管道中的新品种设计低投入的疾病管理计划。光谱学测量物质如何与光和其他电磁辐射相互作用，不同类型的物质产生不同的光谱特征。传统相机测量可见光（RGB）光谱内的光谱特征。但是成像光谱学产生的数据覆盖的电磁辐射范围比人眼所能看到的要大七倍。

借助BlackBird，研究人员发现他们可以评估的幼苗数量增加了60倍，并发现AI也比人类更准确地量化植物疾病。研究人员正在扩大PPB的范围，使用成像光谱仪（也称为高光谱传感器）将这项研究扩展到葡萄园，并使育种者能够在自然环境中对葡萄藤进行表型分析。研究人员还将使用新装备的高光谱PPB或HyperPPB，在化学水平上“观察”植物。他将在现场应用这些数据，在可见症状出现之前检测疾病，并在实验室中开始表征抗病性背后的机制，这种机制最终取决于植物的基因组成与其环境之间的复杂相互作用。

研究人员表示，叶子的大部分真实变化都是在看不到的波长中捕获的，这些波长主要对应于化学和生理学。高光谱已经真正展示了它在检测和区分抗病性和感染动态的多方面、较少切割和干燥方面的能力。

创新价值

自主机器人以便种植者可以比以往任何时候都更大规模地监测疾病以及葡萄园中葡萄藤生长的许多其他方面。研究人员正在帮助育种者实现根本性的改进，同时使他们能够更快地对变化做出反应，无论是否进行预测。

创新关键点

研究人员利用成像光谱仪检测和量化葡萄上的白粉病和霜霉病，评估数千棵幼苗，从而培育出新型抗病葡萄品种。