一项新研究通过结合激光扫描和3D打印来创建甜菜植物的详细3D模型，展示了新技术如何应用于21世纪作物育种。

除了利用遗传信息指导智能育种外，3D打印植物模型也取得了新的突破。其捕捉了甜菜植物地上部分的基本特征，用于AI辅助作物改良流程。

现代植物育种是一项以数据为中心的作业，通过机器学习算法和复杂的成像技术来选择理想的特性。“植物表型分析”（收集植物精确信息和测量值）在过去几年中取得了巨大的进步。

过去，表型分析依赖人工进行的繁琐测量。而现在，表型分析使用最先进的传感器技术，通常由人工智能辅助，正变得越来越自动化。测量的内容包括尺寸、果实质量、叶子形状和大小以及其他生长参数。

除了通过自动化测量来提高效率之外，计算机辅助传感器通常还可以捕获有关植物的复杂信息，而这些信息是人类难以大规模收集的。

在由传感器驱动的新型作物育种领域，一个关键因素是精确参考材料的可用性。

传感器需要获取“标准植物”的数据，这些数据涵盖所有相关特征，也包括更复杂的三维特征，例如叶子的方向。因此，拥有一株真实的“人造植物”作为真实尺寸的参考比仅仅拥有计算机中的数据或平面的2D表示更好。例如，实际模型也可以作为温室或试验田中真实植物的参考和内部控制。

新的3D打印甜菜植株模型就是为这些应用而开发的，其额外优势是打印文件可以免费下载和重复使用。这使得其他科学家（以及任何甜菜爱好者）可以重新制作参考甜菜的精确副本，使世界各地不同实验室的研究更具可比性。3D打印价格的低廉也意味着该方法可以在资源匮乏的环境中应用，例如发展中国家。

为了收集真实模型的精确数据，研究人员Jonas Bömer及其同事使用了 LIDAR（光检测和测距）技术。简而言之，用激光扫描真实的甜菜植株，并从12个不同的角度创建3D数据。

经过处理后，这些数据被输入到商用级3D打印机中，以创建甜菜的真实尺寸模型。然后，在实验室和现场测试该模型的效用。

Jonas Bömer解释说：“在三维植物表型领域，利用传感器系统、计算机算法和捕获的形态参数的参考是一项具有挑战性但又至关重要的任务。利用增材制造技术生成可重复的参考模型为开发客观、精确参考的标准化方法提供了新的机会，从而有利于科学研究和实际植物育种。”

当然，这种方法并不局限于甜菜，新的研究展示了人工智能、3D 打印和传感器技术的结合如何促进未来的植物育种。