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Prüftisch zur Vermessung von Pflanzenteilen für Genbank

Unser Kunde, das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) beschäftigt sich bereits seit Mitte der 1990-ziger Jahre mit der Bilderfassung und Vermessung von Pflanzen/Pflanzenteilen, Früchten und Samen.

Das IPK suchte ein System zur Vereinfachung der Dokumentation und Beschreibung der Akzessionen für das Genbankinformationssystem GBIS.

Bilder unterschiedlicher Samen mit eingeblendetem Lineal

Aber was ist eigentlich eine Akzession?

Eine Akzession (auch als Muster bezeichnet) bezieht sich auf eine bestimmte Sammlung von Pflanzen, Tieren oder Mikroorganismen, die in einer Genbank aufbewahrt wird. Jede Akzession repräsentiert eine bestimmte genetische Variante oder Sorte, die durch eindeutige Identifikationsmerkmale wie z.B. eine Registrierungsnummer, einen Namen oder geographische Informationen identifiziert wird.

In Genbanken werden Akzessionen aufbewahrt, um die genetische Vielfalt der Pflanzen, Tiere oder Mikroorganismen zu bewahren. Dies ist wichtig, da viele Pflanzen- und Tierarten durch Umweltveränderungen, Landnutzungsänderungen und andere menschliche Aktivitäten bedroht sind. Durch die Sammlung und Aufbewahrung von genetischen Ressourcen können Forscherinnen und Forscher jetzt und in der Zukunft auf wichtige genetische Merkmale zugreifen und sie nutzen, um neue Pflanzensorten zu züchten, Krankheiten zu bekämpfen oder andere Herausforderungen zu bewältigen.

Quelle: https://www.pflanzenforschung.de/de/pflanzenwissen/lexikon-a-z/akzession

Aufbau des Mess- und Archivierungssystems

Basierend auf einer 2.4MP Farbkamera und vier pvLight Leuchtpanels wurde ein kundenspezifisches System aufgebaut, mit dem Pflanzenteile aufgenommen, vermessen und die Bilder entsprechend benannt und archiviert werden können. Das Bildfeld ist dabei von ca. 28x45 mm bis 320x400 mm einstellbar. Die Bilder werden dann inklusive der Messwerte abgespeichert, in das GBIS eingestellt und stehen Nutzern sowie der Öffentlichkeit über Internet zur Verfügung.

Um die Maßhaltigkeit trotz etwaiger Veränderungen zwischen Kamera und Objekt zu gewährleisten wurde von phil-vision speziell für diese Anwendung eine dezidierte Kalibrierplatte entwickelt. Das Target muss dabei in der Höhe positioniert werden, in der später gemessen werden soll. Hierdurch bekommt der Bediener die Möglichkeit ein maßstabsgetreues Raster im Bild einzublenden, sowie Lineale frei zwischen zwei Punkten zu ziehen.

Systemaufbau Prüftisch für Pflanzenvermessung
Bedienoberfläche Prüftisch

In der Benutzeroberfläche wird ein Livebild dargestellt. Durch Betätigung eines Buttons kann ein Standbild erzeugt werden (oder zum Livebild zurückgewechselt werden).

Die Oberfläche besteht aus einem großen Bildfenster sowie einem Bedienfeld auf der rechten Seite. Ein Slider bietet die Möglichkeit die Helligkeit des Bildes komfortabel einzustellen. Über ein Eingabefenster / Textfeld kann eine Zeichenfolge eingegeben werden, die ebenfalls im Bild dargestellt wird. Diese Kennung wird darüber hinaus als Dateiname beim Speichern des Bildes verwendet.

Warum phil-vision?

Matthias Kotter, Projekt Manager bei IPK Gatersleben: " Wir waren auf der Suche nach einem Nachfolger für das bisher eingesetzte Leica-System und haben bei unserer Internetrecherche kein Standardsystem gefunden. Im Rahmen dieser Recherche sind wir dann auf phil-vision gestoßen. Der Systemintegrator hat uns dann ein individuelles System zusammengestellt, die Programmierung der Software übernommen und notwendige Anpassungen dann per Remote Verbindung durchgeführt. Das Wichtigste für uns war, dass das System ein gutes Bild mit der Möglichkeit des Vermessens liefert. Dies ist durch die robusten LED Leuchtpanels gewährleistet, die für eine extrem homogene Ausleuchtung sorgen und Bilder in Top Qualität ermöglichen."

Zukünftige Möglichkeiten

Gregor Philipiak, bei phil-vision für das Projekt verantwortlich, kann sich für die Zukunft vorstellen, das System um einen KI-Teil zu erweitern und in einem nächsten Schritt auch eine durch künstliche Intelligenz gestützte Klassifizierung der Pflanzenteile zu ermöglichen.

Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)

Am IPK werden sowohl Grundlagenforschung als auch anwendungsbezogene Forschung auf den Gebieten Ressourcenforschung, Genomforschung und molekulare Pflanzenphysiologie betrieben.

Geforscht wird in vier wissenschaftlichen Abteilungen (Genbank, Züchtungsforschung, molekulare Genetik sowie Physiologie und Zellbiologie). Die Abteilung Genbank ist eine der ca. 1.400 weltweit tätigen öffentlichen Saatgut-Bibliotheken. Mit mehr als 150.000 Saatgutmustern aus etwa 700 Gattungen gehört sie zu den bedeutenden Institutionen zur Erhaltung alter Nutzpflanzen und deren verwandten Wildarten.

Logo IPK Gatersleben
pvRecord Recording System

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