Fenotipado automatizado mediante visión por computador
El estudio de los fenotipos o fenómica ha sido una parte central de la biología. El campo de las tecnologías de adquisición automática de fenotipos basadas en imágenes ha experimentado un importante avance en los últimos años. Al igual que otras tecnologías de alto rendimiento, aborda un conjunto común de problemas, entre ellos la adquisición y el análisis de datos. El laboratorio VAVI-Lab comparte esta línea de investigacion con el profesor Dr. Marcos Egea Cortines director del Instituto de Biotecnología Vegetal de la UPCT. Desde 2016 de manera conjunta se han desarrollado varias generaciones de sistemas automatizados de fenotipado con distintas tecnologías. A continuación se muestran algunos de los dispositivos más destacados.
PRIMERA GENERACIÓN
La primera generación de cámaras de crecimiento para el estudio del ritmo circadiano se caracterizó por la utilización de dos cámaras analógicas que permitían la captura de imágenes durante la noche y el día. Durante el día la planta se alimentaba con un panel de crecimiento como el que aparece en figura, y durante la noche con un iluminador IR.
SEGUNDA GENERACIÓN
La segunda generación de cámaras de crecimiento se caracterizó por la utilización de una sola cámara que integraba un doble sensor de imagen de alta resolución. El primer sensor era usado para la captura de imágenes RGB durante el día, mientras que el segundo sensor IR era utilizado para la captura de imágenes durante la noche. Las imágenes RGB+IR se utilizaron para entrenar una máquina de aprendizaje capaz de realizar la segmentación y cuantificación del crecimiento.
TERCERA GENERACIÓN
La tercera generación de cámaras de crecimiento integro por primera vez tecnología multiespectral de captura de imagen. Para ello se diseñó un habitáculo junto con sistemas ad-hoc de iluminación LED multiespectral que permitían capturar de manera alterna imágenes en un rango visible o IR, concretamente 12 canales en el visible y 25 en el IR. Para el control de los canales de iluminación y la captura multiespectral se desarrolló un software de adquisición y una interfaz de control de los dispositivos.
CUARTA GENERACIÓN
La cuarta generación de cámaras de crecimiento se caracterizan por la utilización de sistemas multiespectrales de captura de imagen capaces de capturar imágenes en el espectro visible e IR en el mismo instante temporal. El nuevo equipo científico permite la adquisición de imágenes de múltiples especies en el mismo experimento, lo que la hace idónea para estudios multiespectrales donde se requiera la comparación de varios fenotipos. La cámara de crecimiento incorpora nuevos módulos laterales de iluminación LED visible e IR para adaptar facilmente las condiciones de iluminación del experimento.
