Clasificador de semillas.

Procedimiento de determinación de si una semilla muestra un fenotipo deseado,

comprendiendo dichoprocedimiento:

cargar una semilla en un escenario de formación de imágenes;

dirigir luz sobre la semilla desde al menos dos ángulos de dirección y en una pluralidad de longitudes deonda espectrales que cambian secuencialmente;

recoger los datos de las imágenes desde al menos tres porciones de la semilla seleccionada de una porciónsuperior, una porción inferior y una pluralidad de porciones laterales de la semilla, en cada una de laslongitudes de onda espectrales; y

analizar los datos de las imágenes recogidos para determinar si la semilla muestra un fenotipo deseado.

Clasificador de semillas

Campo La presente divulgación se refiere, en general, a sistemas y procedimientos automatizados para la clasificación de pequeños objetos agrícolas, tales como semillas, en base al análisis de imagen.

Antecedentes Las declaraciones en esta sección sólo ofrecen información básica relacionada con la presente exposición y pueden no constituir estado de la técnica.

En la industria agrícola, y más específicamente en la industria de la cría de semillas, es importante para los científicos ser capaces de analizar las semillas con un alto rendimiento. Por esto, se entiende que el análisis de las semillas tiene lugar preferentemente no sólo de forma rápida, sino también de forma fiable y con un alto volumen total. Por ejemplo, en la mejora de semillas, se analizan grandes números de semillas para determinar si las semillas poseen rasgos particulares o marcadores fenotípicos de interés. Históricamente, las semillas se examinan de forma manual, se pesane identifican según la presencia o ausencia del rasgo o marcador deseado, y luego se clasifican. Tal análisis manual de las semillas es una tarea tediosay engorrosa sujeta al error humano.

La patente US-A1-2005/082207 divulga un procedimiento para determinar si semillas individuales de una pluralidad exhiben un fenotipo deseado que comprende: cargar semillas individuales en una etapa de formación de imágenes, dirigir luz sobre las semillas desde un ángulo direccional, recoger datos de imagen a partir de dos porciones de cada semilla seleccionada a partir de una porción superior, porción inferior, y analizar los datos de imagen recogidos para determinar si cada semilla exhibe un fenotipo deseado.

La patente US-A1-2004/072143 divulga que al dirigir una luz sobre material biológico en una pluralidad de longitudes de onda espectrales que cambian secuencialmente, pueden ser identificadas características químicas particulares dentro del material.

La patente US-A1-2005/082207 divulga también un sistema para la clasificación de una pluralidad de semillas en base a fenotipos identificados de las semillas, el sistema comprende una estación óptica y de controlador 30, 42 estructurada y operable para recoger datos de imagen de una porción superior de cada semilla respectiva en un conjunto de semillas y una porción inferior de cada semilla respectiva en el conjunto de semillas, y analizar los datos de imagen recogidos para determinar si cada semilla exhibe un fenotipo deseado, y una estación de carga, transporte y clasificación de semillas 18, 28, 34 estructurada y operable para individualizar cada semilla del conjunto de las semillas de una pluralidad de semillas en una tolva de semillas a granel 12, el transporte del conjunto de semillas a la estación óptica y de controlador 30 y clasificar selectivamente cada semilla a una respectiva de una pluralidad de depósitos de semillas 40 en función de si cada semilla respectiva exhibe el fenotipo deseado, teniendo los datos de imagen de una porción superior y una porción inferior de cada semilla que llevarse a cabo secuencialmente, en vista de la necesidad de girar la bandeja de semillas 180º por medio del sistema de tapa.

La patente DE-102004063769 divulga la colección de datos de imagen de forma simultánea desde las porciones superior e inferior de cada semilla en una pluralidad de semillas, por medio de cámaras 3a, 3b dispuestas por encima y por debajo de una cinta en movimiento transparente 5; una disposición diferente de la utilizada en la patente US-A1-2005/082207.

La patente US-A1-2004/072143 divulga la recogida de datos de imagen utilizando tres cámaras diferentes, dos de los cuales están dispuestas a 90° para tomar vistas longitudinales, y la tercera para tomar una vista desde el extremo.

Sumario La presente divulgación se refiere, en general, a sistemas y procedimientos de clasificación de una semilla individual a partir de una pluralidad de semillas sobre la base de uno o más fenotipos identificados de cada semilla respectiva. Los procedimientos están particularmente adaptados para la automatización, lo que permite una mayor eficacia en la clasificación y la tasa de rendimiento de lo que antes era práctico. Con la clasificación automatizada de semillas permitida por las diversas realizaciones de la presente descripción, es posible analizar cada semilla en la población, y separar aquellas identificadas como que tienen una característica o rasgo deseado, por ejemplo, semillas haploides, a partir de las otras semillas en una tasa de rendimiento alta.

En diversas realizaciones, la presente descripción proporciona un procedimiento para determinar si las individuales de una pluralidad de semillas exhiben un fenotipo deseado. El procedimiento incluye la carga de semillas individuales en una etapa de formación de imágenes, dirigir la luz sobre las semillas a partir de al menos dos ángulos de dirección y en una pluralidad de longitudes de onda espectrales secuencialmente cambiantes, recoger datos de imagen a partir de al menos tres porciones de cada semilla seleccionada a partir de una porción superior,

una porción inferior y una pluralidad de porciones laterales de cada semilla, en cada una de las longitudes de onda espectrales, y analizar los datos de imagen recogidos para determinar si cada semilla exhibe un fenotipo deseado.

En otras realizaciones, la presente descripción proporciona un sistema para la clasificación de una pluralidad de semillas basado en fenotipos identificados de las semillas. El sistema incluye una estación óptica y de controlador estructurada y operable para sustancialmente recoger simultáneamente datos de imagen de una porción superior de cada semilla respectiva en un conjunto de semillas, una porción inferior de cada semilla respectiva en el conjunto de semillas y una pluralidad de porciones laterales de cada semilla respectiva en el conjunto de semillas. La estación óptica y de controlador está, además, estructurada y es operable para analizar los datos de imagen recogidos para determinar si cada semilla exhibe un fenotipo deseado. El sistema incluye, además, una estación de carga, transporte y clasificación de semillas estructurada y operable para individualizar cada semilla del conjunto de semillas a partir de una pluralidad de semillas en una tolva de semillas a granel, el transporte del conjunto de las semillas a la estación óptica y de controlador, y la clasificación selectiva de cada semilla a una respectiva de una pluralidad de depósitos de semillas en función de si cada semilla respectiva exhibe el fenotipo deseado.

Dibujos La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema clasificador de semillas automatizado estructurado y operable para individualizar una pluralidad de semillas, tomar la imagen, analizar y categorizar cada semilla, y clasificar cada semilla basado en la clasificación, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente divulgación.

La figura 2A es una vista isométrica del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 1, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.

La figura 2B es un diagrama de bloques funcional del sistema de clasificación de semillas mostrado en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.

La figura 3A es una vista isométrica de una estación de carga de semillas del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.

Las figuras 3B y 3C son vistas laterales esquemáticas de una porción de recogida de la estación de carga que se muestra en la figura 3A.

Las figuras 3D y 3E son vistas laterales esquemáticas de una porción de traslado de la estación de carga de semillas mostrada en la figura 3A.

La figura 4A es una vista isométrica de un subsistema de transporte de semillas del sistema clasificador de semillas mostrado en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.

La figura 4B es una vista superior del subsistema de transporte se muestra en la figura 4A.

La figura 5A es una vista frontal de una primera estación de formación de imágenes del sistema clasificador de semillas que se muestra en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.

La figura 5B es una vista lateral del primer subsistema de formación de imagen que se muestra en la figura 5A.

La figura 6A es una vista frontal de una segunda estación de formación de imágenes del sistema clasificador de semillas que se muestra en la figura 2A, de acuerdo con diversas realizaciones de la presente descripción.

La figura 6B es una vista lateral del segundo subsistema de formación... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de determinación de si una semilla muestra un fenotipo deseado, comprendiendo dicho procedimiento:

cargar una semilla en un escenario de formación de imágenes;

dirigir luz sobre la semilla desde al menos dos ángulos de dirección y en una pluralidad de longitudes de onda espectrales que cambian secuencialmente;

recoger los datos de las imágenes desde al menos tres porciones de la semilla seleccionada de una porción superior, una porción inferior y una pluralidad de porciones laterales de la semilla, en cada una de las longitudes de onda espectrales; y

analizar los datos de las imágenes recogidos para determinar si la semilla muestra un fenotipo deseado.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el análisis de los datos de las imágenes recogidos comprende la determinación de si la semilla incluye un marcador fluorescente o visual.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el análisis de los datos de las imágenes recogidos

comprende la determinación de si la semilla incluye un marcador de antociainina en el germen de la respectiva semilla.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la recogida de los datos de las imágenes desde al menos tres porciones de la semilla seleccionada de una porción superior, una porción inferior y una pluralidad de porciones laterales de la semilla, en cada una de las longitudes de onda espectrales comprende:

recoger datos de imágenes desde la porción superior de la semilla en cada una de las longitudes de onda espectrales que utilizan uno o más dispositivos de formación de imágenes colocado por encima del escenario de formación de imágenes; y

recoger datos de las imágenes desde una pluralidad de las porciones laterales de la semilla en cada una de las longitudes de onda espectrales que utilizan una pluralidad de espejos de imágenes montados en un 25 ángulo dentro del escenario de formación de imágenes, de tal manera que los datos de las imágenes para cada una de las porciones laterales se refleja desde uno respectivo de los espejos de imágenes en los uno o más dispositivos de formación de imágenes colocado por encima del escenario de formación de imágenes.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que también comprende depositar selectivamente la semilla en uno respectivo seleccionado de una pluralidad de depósitos de semillas en base a la determinación de si exhibe el fenotipo deseado.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la recogida de los datos de las imágenes incluye los datos de las imágenes recogidos de la porción superior de la semilla, la porción inferior de la semilla, y al menos una de la pluralidad de porciones laterales de la semilla, en cada una de las longitudes de onda espectrales.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la recogida de datos de imágenes incluye sustancialmente recoger simultáneamente datos de las imágenes desde la porción superior de la semilla, la porción inferior de la semilla, y el al menos uno de la pluralidad de porciones laterales de la semilla.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la carga de una semilla en un escenario de formación de imágenes incluye la carga de una semilla en un escenario de formación de imágenes especulares que tiene un 40 fondo transparente.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la recogida de datos de imágenes desde al menos tres porciones de la semilla incluye sustancialmente recoger simultáneamente datos de las imágenes desde al menos tres porciones de la semilla.

10. Sistema (10) de clasificación de una pluralidad de semillas en base a fenotipos identificados de las semillas, 45 comprendiendo dicho sistema:

una estación (1002) óptica y controladora estructurada y operable para recoger de manera sustancialmente simultánea datos de imágenes de una porción superior de una semilla, una porción inferior de la semilla y una pluralidad de porciones laterales de la semilla, y analizar los datos de las imágenes recogidos para determinar si la semilla exhibe un fenotipo deseado; y

una estación (1000) de carga, transporte y clasificación de semillas estructurada y operable para individualizar cada semilla del conjunto de semillas a partir de una pluralidad de semillas en una tolva (1056) de semillas a granel,

transportar el conjunto de las semillas a la estación óptica y controladora (1002) , y clasificar selectivamente cada semilla a uno respectivo de una pluralidad de depósitos de semillas (1024) en función de si cada semilla respectiva exhibe el fenotipo deseado.

11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estación (1000) de carga, transporte y clasificación de semillas comprende un subsistema de carga y de transporte que incluye una tolva de semillas a granel e individualizador (1004) conectado a un conjunto de escape (1052) a través de una pluralidad de tubos de transferencia de semillas (1048) , en el que:

la tolva de semillas a granel e individualizador (1004) está estructurado y es operable para individualizar la semilla a partir de una pluralidad de semillas en una tolva (1056) de semillas y depositar la semilla en una respectiva de una pluralidad de cámaras (1092) del conjunto de escape (1052) ; y

el conjunto de escape (1052) está estructurado y es operable para retener temporalmente la semilla dentro de la respectiva cámara de montaje de escape (1092) .

12. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estación óptica y controladora (1002) incluye un teatro de formación de imágenes (1012) , en el que el teatro de formación de imágenes incluye:

una pluralidad de escenarios de formación de imágenes de espejo (1148) , estando estructurado cada escenario de formación de imágenes especulares para recibir una semilla desde una respectiva de una pluralidad de zapatas de carga (1108) de semillas, cargando así cada escenario de formación de imágenes especulares (1148) con una semilla; y

una pluralidad de luces de anillo (1168) superiores colocadas por encima de los escenarios de formación de imágenes especulares (1148) y una pluralidad de luces de anillo (1172) inferiores colocadas por debajo de los escenarios de formación de imágenes especulares (1148) , estando estructuradas y siendo operables las luces de anillo superiores e inferiores para dirigir de manera sustancialmente simultánea la luz, en una pluralidad de longitudes de onda espectrales que cambian secuencialmente, en una porción superior y una porción inferior de cada escenario de formación de imágenes especulares (1148) cargado.

13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estación (1000) de carga, transporte y clasificación de semillas también comprende un subsistema de descarga y clasificación que incluye una pluralidad de depósitos de semillas (1024) y una pluralidad de clasificadores de semillas (1020) a partir de las imágenes, estando estructurado y siendo operable cada clasificador de semillas para:

recibir una semilla desde uno respectivo correspondiente de uno de una pluralidad de escenarios de formación de imágenes (1148) de la estación óptica y controladora (1002) ; y

desviar selectivamente la semilla en uno respectivo seleccionado de los depósitos de semillas (1024) sobre la base de la determinación realizada por la estación óptica y controladora (1002) si la semilla exhibe el fenotipo deseado.

14. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la estación óptica y controladora (1002) incluye un dispositivo de formación de imágenes (1016) capaz de recoger de forma sustancialmente simultánea los datos de las imágenes de la porción superior de la semilla, la porción inferior de la semilla, y la pluralidad de porciones laterales de la semilla.