Foto: Unsplash

Sklizeň na mikroskopické úrovni aneb kombain měřící pouze několik mikronů!

Fyzici z Dánské technické univerzity (DTU) dosáhli technologického průlomu, sestavením kombajnu měřícího pouze několik mikronů. Inspiraci čerpali ze světa hmyzu, s cílem zjistit, zda lze hodnotné chemické látky sklízet přímo z buněk.

Docent fyziky DTU Kaare Hartvig Jensen, usiloval o snížení potřeby sklizně, přepravy a zpracování plodin pro výrobu biopaliv, léčiv a dalších produktů. Nová metoda extrakce potřebných látek, které se nazývají rostlinné metabolity, eliminuje potřebu chemických a mechanických procesů. Jak vysvětluje docent, všechny látky jsou vyráběny a ukládány v jednotlivých rostlinných buňkách. Tedy v místě, kde je potřeba se dostat, pokud je cílem získat čistý materiál. Rozdíl od sklízení celé rostliny spočívá ve skutečnosti, že nedochází k získávání velké spousty nepotřebné tkáně navíc. Při extrakci čistých látek přímo z buňky malým robotem, totiž není potřeba rostlinu sklízet a nedochází tak k poškození samotné rostliny.

Princip fungování mikroskopického sklízeče

Základem této technologie je strojové učení a již existující neuronová síť, skopie. Neuronová síť dokáže rozpoznat makroskopické struktury, může procházet obrazem a sdělit, o jaký subjekt se na fotografii jedná. To vše pomocí trénování počítače prostřednictvím ručně označených pixelů na mikroskopických obrázcích roboticky sklizených buněk, vytvořené doktorandem z fyziky DTU Magnusem Valdemarem Pauldanem. Pomocí níž by měl počítač nalézat podobné buňky, které je potřeba sklidit na nových obrázcích. Nejdříve tedy dojde k vyfotografování listu pomocí kamery mikroskopu a k následnému rozpoznání buněk softwarem sklízeče.

Technologie je v současnosti aplikována na rostliny a listy, ale do budoucna může být použitá ve větším měřítku. Vědci doufají, že tento jedinečný přístup může vytvořit nový zdroj biomasy a podnítit výzkum v oblasti udržitelné výrobě energie. Sklízeč je vybaven špičkou jehly o průměru asi 10 mikronů a pracuje s buňkami o průměru 100 mikronů. Samotná sklizeň probíhá na stupnici šířky vlasu a pomocí kamery s mikroskopem.

Co je VILLUM Experiment?

Výsledky pocházejí z projektu od Kaare Hartvig Jensena. Na projekt získal v roce 2017 grant z VILLUM Experiment. Finance z tohoto grantu jsou poskytovány na odvážné výzkumné nápady všem výzkumným pracovníkům jakékoli národnosti a věku. Uděluje se za jedinečné výzkumné projekty, které mají potenciál zásadně změnit náš přístup ke klíčovým otázkám. Pro zajištěný důvěry výzkumných pracovníků, jsou předkládané výzkumné nápady z hlediska uchazečů anonymizovány. Toto pravidlo rovněž pomáhá pro snížení případného zkreslení ze strany hodnotitelů. Uděluje se částka v rozmezí 1-2 milionů dánských korun, která by měla pokrýt období výzkumu 1-2 roky.

Zdroje: dtu.dk, unsplash.com

Podobné články