3D-gedruckte Referenzpflanze für das Phänotyping

3D-gedruckte Pflanzen können das optische Phänotyping auf ein neues Niveau heben.

Motivation und Ziele

Optisches Phänotyping ermöglicht es Pflanzenforschenden, Pflanzen zu vermessen und ihre Entwicklung über die Zeit zu beobachten. Allerdings können verschiedene Faktoren die Messgenauigkeit beeinflussen, und Sensoren müssen häufig für bestimmte Pflanzenarten sowie deren Größe, Form und optische Eigenschaften kalibriert und angepasst werden. Physische Referenzpflanzen mit bekannter Geometrie, definierten Abmessungen und bekannten optischen Eigenschaften können dabei helfen, optimale Sensoreinstellungen zu bestimmen und verlässliche Messungen sicherzustellen.

Methodik: Von realen Pflanzen zu künstlichen Referenzen

Natürliche Pflanzenblätter werden mithilfe hochauflösender 3D-Scan-Technologien erfasst, um detaillierte digitale Modelle zu erstellen, die Geometrie, Oberflächenstruktur und optische Eigenschaften präzise abbilden. Durch fortgeschrittene Verarbeitungsverfahren werden diese Modelle mit realistischen Texturen, Transluzenz und krankheitsspezifischen visuellen Merkmalen angereichert. Mithilfe von Multi-Material-3D-Druck werden diese digitalen Modelle anschließend in physische Referenzpflanzen mit hoher geometrischer Genauigkeit und reproduzierbarem Erscheinungsbild überführt.

Nutzen für Phänotyping und Forschungspraxis

Die so entstehenden standardisierten 3D-gedruckten Pflanzen bieten eine zuverlässige Referenz mit bekannten Abmessungen und optischem Verhalten. Sie ermöglichen die systematische Kalibrierung von Sensoren, die Überprüfung der Systemleistung sowie den objektiven Vergleich unterschiedlicher Phänotypisierungssysteme. Zudem können maßgeschneiderte künstliche Pflanzen für spezifische Phänotyping-Aufgaben hergestellt werden und tragen so zu einer höheren Messgenauigkeit und Robustheit in der Pflanzenforschung bei.

Förderung: