Visión artificial aplicada al crecimiento de Lactuca sativa modificando ciclos de luz artificial
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Date
2021
Authors
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Publisher
Pontificia Universidad Javeriana Cali
Abstract
Los métodos tradicionales utilizados para hacer el cálculo de biomasa de una planta implican la destrucción de la planta para hallar su peso fresco y su peso seco, y una vez obtenidos estos datos, determinar su biomasa. Sin embargo, si se busca conocer el desarrollo de una planta sin destruirla, debe recurrirse al análisis de imágenes para hallar relaciones entre variables, que permiten calcular los indicadores de desarrollo de crecimiento, como: área, peso fresco, peso seco y biomasa.
En este trabajo, se hizo el diseño e implementación de un sistema de monitoreo que por medio del análisis de imágenes obtiene algunos indicadores de desarrollo de crecimiento. También, se ajustaron luces LED azules y rojas dentro del sistema, las cuales tienen la longitud de onda que estimulan los fotorreceptores, y se configuró el fotoperiodo en 18 h día, 6 h noche. Así pues, con este sistema, se realizó el seguimiento del crecimiento de un cultivo de plantas Lactuca sativa: Black Seed Simpson, en un lapso de 20 días. Dicha planta tiene características morfológicas favorables como el fotoperiodo, su corto ciclo de vida y longitudes de onda para la fotosíntesis.
Para el análisis de la imagen del cultivo, se utilizó PlantCV como software para separar la planta y, posteriormente, se hizo un script que a partir de la imagen obtenida por PlantCV, se obtuvieran los indicadores de desarrollo de crecimiento. Estos índices pudieron calcularse gracias al ajuste de datos realizado con una regresión lineal y con el interpolador cúbico de Hermite, utilizando los datos obtenidos de los pesajes del cultivo después de los 20 días de crecimiento.
Paralelamente, mientras crecía el cultivo dentro de este sistema, se creció un cultivo bajo luz blanca con un fotoperiodo de 12 h día y noche para comparar los resultados de ambos cultivos al final del experimento. Finalmente, los resultados obtenidos de la comparación entre los cultivos que crecieron bajo distintas condiciones mostraron que el cultivo que creció bajo fotoperiodo de 12 h día y noche tuvo un mejor desarrollo morfológico con menor intensidad lumínica que el del otro cultivo, el cual crecía a un fotoperiodo de 18 h día, 6 h noche.
Description
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Keywords
Lactuca sativa, Black seed simpson, PPFD, Procesamiento de imágenes, PlantCV, Python, Raspberry, Cámara de crecimiento, Fotoperiodo, Intensidad lumínica, Distorsión de lente, Interpolador cúbico de Hermite, Regresión lineal, Regresión polinómica, Biomasa, Peso fresco