電腦視覺技術可控制植物生長基因
日期：2012-02-22 08:32:19
電腦視覺技術通常是指如何使機器“看”的科學，就是用攝像鏡頭和電腦代替人的眼睛和大腦，對特殊目標和鏡像進行觀察、測量和分析。如采用延時攝影技術可以獲取不同于普通攝影拍攝到的影像，這一技術經常被用于科幻電影和觀察日出日落與花開花落等生活現象。而現在這項技術已被賦予更大的科研職能，在研究控制植物生長發育的基因性狀方面發揮著作用。
在美國威斯康星大學麥迪遜分校植物生理學家埃德加·斯波爾丁的植物實驗室里，一些攝像頭正對著許多籠罩在紅色光線下的培養皿。這些器皿中種植著玉米的種子，它們在最理想的紅色光線下生長。這些東西只是過去5年中斯波爾丁教授所拍攝的眾多鏡頭之一，這組鏡頭是為拍攝農作物是如何在最理想狀態下發育和茁壯成長的。
斯波爾丁利用受到特殊控制的照相機對植物根部每30秒拍攝一張圖片，此外，他還利用一個6英尺高的機器人攝像機同時對多個植物根部進行拍攝。“如果我們對植物的特性不了解，就難以對它進行改良。”斯波爾丁教授選擇的方法是通過觀察植物生長發育的過程，來了解構成植物DNA的基因性狀。他解釋說：“一種有效途徑是采集按基因的某些要求進行改變的植物圖像，并通過檢測這些植物不同的生長和發育情況，推斷出那些導致這些變化的基因功能。”
研究人員已經培育出許多具有不同遺傳性狀的玉米。“我們針對不同植物研制出了許多拍攝方法。”斯波爾丁解釋說。通過延時拍攝技術得到的影像信息被輸入電腦之后，植物根部細胞生長率以及根尖部的角度和彎曲度等都可以根據一定的運算法則得到精確計算和描述。
斯波爾丁認為，通過使用這種電腦視覺和機器視覺技術來跟蹤植物生長和發育過程，可以使人們清楚地觀察到控制植物根部發育的基因。這些數據對于進一步研究植物生長發育的規律和改良作物品種具有非常重要的意義。
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