技术发展与创新 (CDTI) 项目是西班牙科学与创新部支持的科学与创新任务计划 2021 年提案征集的一部分。该项目的拨款由欧盟通过下一代欧盟基金提供。
摘要 - 全球农业行业已经面临各种问题,例如人口迅速增长和气候变化。在几个国家中,日本的农业劳动力在下降。为了解决这个问题,日本政府旨在实现应用信息和通信技术,人工智能和机器人技术的“智能农业”。智能农业要求开发机器人技术来进行除草和其他劳动密集型农业任务。机器人除草由一种使用机器学习的对象检测方法组成,以对杂草和农作物进行分类以及使用机器人手和激光器的自主除草系统。但是,这些方法使用的方法会根据作物的生长而改变。除草系统必须根据作物的生长考虑组合。本研究介绍了杂草检测和农作物混合脊(例如大蒜和姜田)中的自主除草。我们首先使用Mask R-CNN开发一种杂草检测方法,该方法可以通过RGB-D相机捕获的颜色图像来检测单个杂草。所提出的系统可以根据检测到的杂草区域和相机捕获的深度图像在物理空间中获得杂草坐标。随后,我们提出了一种指导除草剂操纵器向检测到的杂草坐标的方法。本文通过这两种建议的方法整合了杂草检测和自主除草。我们评估了在实际领域拍摄的图像训练的面膜R-CNN的性能,并证明所提出的自主除草系统在复制的山脊上起作用,其人造杂草类似于大蒜和杂草叶子。
土著微生物增强的石油回收(IMEOR)是促进石油回收的一种有希望的替代方法。它通过向注入的水中添加养分来激活储层中的油回收微生物,利用微生物生长和代谢来增强恢复。然而,很少有研究集中在注射营养物质对储层微生物群落组成和潜在功能的影响上。这限制了IMEOR的进一步战略发展。在这项研究中,我们通过构建长长的核心微生物洪水模拟设备来研究营养对储层细菌群落和功能的组成的影响。结果表明,储层的微生物群落结构在营养注射后从有氧状态变为厌氧状态。降低养分浓度提高了储层细菌群落的多样性和网络稳定性。同时,氮代谢功能也显示出相同的变化响应。总体而言,这些结果表明营养显着影响了储层微生物的社区结构和功能。注入低浓度的养分可能对改善油的回收率更有益。这项研究对于指导IMEOR技术和节省现场现场的成本具有重要意义。
最近发现的完整氨氧化剂(comammox硝基螺旋体)包含了进化枝A和B,该进化枝A和B建立了一个独立的一步硝化过程。但是,对于农业土壤中的环境驱动因素或栖息地分布知之甚少。先前对稻田中硝基核心的研究主要集中在小型样品上,并且缺乏对稻田中comammamox硝基螺旋体的多站点研究。在这项研究中,我们对36个稻田的调查进行了调查,旨在了解Comammox硝基核心社区结构,丰富性和多样性以及它们受环境因素的影响程度。comammox硝基螺旋藻被发现广泛分布在稻土中。comammox硝基螺旋向进化枝A的丰度大多低于进化枝B,而其多样性大多高于Bade B.相关分析表明,多个因素影响了Comammox硝基螺旋体的丰度,包括pH,土壤有机物,总碳,总氮,纬度,平均年温度和平均年降水量(P <0.05)。此外,comammox硝基螺旋藻群落和栖息地之间存在明显的关系,表明某些扩增子序列变体(ASV)在特定栖息地中具有独特的主导地位。的系统发育分析表明,comammox硝基螺旋藻的ASV是由稻田中已知序列聚集的,与其他栖息地中的已知序列有显着差异。这可能与稻田的独特栖息地有关。相比之下,comammox硝基螺旋向进化枝B没有显示出明显的栖息地依赖性。这些结果支持稻田中硝基核心的广泛分布和大量的丰富性,并提供了对农业生态系统中氮循环和营养管理的新见解。
在输出图像中分别k Depthise(I,J,K)和k点(i,j,k)代表可分开的卷积的操作。
咸水滴灌是解决干旱地区淡水短缺问题的一个潜在解决方案。然而,长期使用会使土壤盐分积累并降低磷 (P) 的有效性。生物炭和秸秆改良剂已被证明可以减轻这些影响,但它们在调节长期咸水灌溉下参与磷转化的微生物基因方面的机制仍不清楚。本研究旨在评估生物炭和秸秆掺入对盐灌棉田土壤微生物群落结构和磷有效性的影响。基于 14 年的田间试验,开发了三种处理方法:仅咸水灌溉 (CK)、咸水灌溉加生物炭 (BC) 和咸水灌溉加秸秆 (ST)。结果表明,这两种改良剂都显著提高了土壤含水量、有机碳、总磷、有效磷和无机磷组分 (Ca 10 -P、Al-P、Fe-P 和 OP),同时降低了土壤电导率和 Ca 2 -P 和 Ca 8 -P 组分。生物炭增加了 Chloro flexi、Gemmatimonadetes 和 Verrucomicrobia 的相对丰度,而秸秆则促进了 Proteobacteria 和 Planctomycetota 的丰度。两种处理均降低了几种 P 矿化基因(例如 phoD、phoA)的丰度并增加了与 P 溶解相关的基因(例如 gcd)。相关性研究表明,微生物种群和 P 循环基因与土壤特性紧密相关,其中 Ca 2 -P 和 Al-P 是重要的介质。通常,在长期含盐灌溉下,生物炭和秸秆改良剂可降低土壤盐分,提高土壤 P 的有效性,降低磷循环相关微生物基因的表达并改善土壤特性。这些结果使它们成为可持续土壤管理的绝佳技术。
使用立体摄像机实施了特定于现场的杂草检测和分类系统,以减少化学除草剂在稻田中的不利影响。在自然光(NLC)或受控光条件下(CLC)下,使用计算机视觉和元视觉杂种杂种分类器准确区分两个杂草品种和水稻植物。对来自右相机或左相机通道的图像进行了预处理,细分和匹配过程。使用NN-PSO算法的图像从平均值(算术或几何图像)中选择了大多数判别特征。NLC下的立体计算机视觉系统的精度分类结果为算术平均值(AM)为85.71%,几何平均值(GM),测试集为85.63%。同时,CLC下的计算机视觉系统的准确性分类结果达到了AM情况的96.95%,对于GM情况,计算机视觉系统的准确性分类结果始终高于NLC的准确性结果,为94.74%。
・秋永博之(产综研) 新材料研究在 AI 加速器开发中的作用 ・冈崎敦也(日本 IBM) 使用非易失性存储器件的神经网络集成电路 ・高桥博友(东京大学) 脑组织作为物理储存器的信息处理能力 ・内田厚(埼玉大学) 使用复杂光子学的光学储存器计算和光学决策 ・高木真一(东京大学) 使用铁电器件的储存器计算 ・田中雄一郎、田向仁、立野克美、田中博文、森江隆(九州工业大学)