Перспективы роботизации процедуры микроклонального размножения растений

Актуальность. Процедура микроклонального размножения методом микрочеренкования in vitro требует большого объёма рутинного труда. Опытный лаборант может осуществить высадку до 700 микрочеренков за смену. Однако эта работа является очень однообразной и, как следствие, исключительно утомительной. Кроме того, от усталости снижается внимательность, люди начинают допускать ошибки, которые часто приводят к браку – нарушению стерильности и занесению инфекций в питательную среду. Ещё 30 лет назад ставились задачи роботизации этой процедуры. Ряд известных попыток роботизации продемонстрировал потенциальную решаемость этой задачи, но не привел к внедрению средств роботизации в эту отрасль, и до сих пор эти операции выполнятся вручную.

Объект. Роботизированный комплекс для обслуживания лаборатории по микроклональному размножению растений.

Материалы и методы. Исследования включают в себя анализ требований к роботизации лаборатории по микроклональному размножению растений и разработку концепта роботизации такой лаборатории.

Результаты и выводы. В результате проведённого анализа были выявлены требования к робототехническому оборудованию лаборатории микроклонального размножения растений и разработаны основные положения роботизации лаборатории.

1. Демидчик В. В., Черныш М. А., Дитченко Т. И. и др. Микроклональное размножение растений. Наука и инновации. 2019. № 6 (196). С. 4-11.

2. Borovaya S. A., Boginskaya N. G. Regenerative ability and micropropagation of Petunia hybrida in vitro. Vegetable Crops of Russia. 2022. No. 6. Pp. 24-28.

3. Каримова В. К., Магзумова Г. К., Есимсеитова А. К., Какимжанова А. А. Микроклональное размножение Spiraea Japonica для озеленения. Eurasian Journal of Applied Biotechnology. 2021. № 3. С. 34-42.

4. Gafitskaya I. V. et al. Microclonal propagation of dasiphora fruticosa (Rosaceae). Botanica Pacifica. 2020. V. 9. №. 1. Pp. 85-90.

5. Admas A. et al. Develope Micro clonal-propagation protocol for Oxytenanthera abyssinica A. Rich. Munro to large scale micro-propagation. BioRxiv. 2020. P. 2020.04. 28.063883.

6. Kakimzhanova A. A. et al. Optimization of microclonal propagation conditions for increasing the multiplication factor of poplar microshoots. 2019.

7. Kozai T. Photoautotrophic micropropagation. In Vitro Cell Dev Biol Plant. 1991. No 27. Pp. 47–51.

8. Brown F. R. Robotics and Image Analysis Applied to Micropropagation. Transplant Production Systems. Springer, Dordrecht. 1992. https://doi.org/10.1007/978-94-011-2785-1_15

9. Khadatkar A., Pandirwar A. P., Paradkar V. Design, development and application of a compact robotic transplanter with automatic seedling picking mechanism for plug-type seedlings. Scientific Reports. 2023. V. 13. №. 1. P. 1883.

10. Wang B. et al. G-ROBOT: An intelligent greenhouse seedling height inspection robot. Journal of Robotics. 2022. V. 2022.

11. Almaghout K., Klimchik A. S. Vision-Based Robotic Comanipulation for Deforming Cables. Russian Journal of Nonlinear Dynamics. 2022. Vol. 18. No. 5. Pp. 843-858.

12. Макарова Е. А., Ветлицын М. Ю., Шаронов Н. Г. Адаптивные захваты робототехнических систем. Известия Волгоградского государственного технического университета. 2023. № 4 (275). С. 57-63.

13. Ivchenko A. V., Sharonov N., Ziatdinov R. New conceptual design of the adaptive compliant aircraft wing frame. / A. V. Ivchenko, // Engineering Science and Technology, an International Journal. 2019. Vol. 22. No 5. Pp. 1149-1154.