蚕蛹性腺图像在线采集与雌雄自动识别分选装置设计与优化

针对当前蚕蛹雌雄鉴别环节人工劳动强度大、蚕蛹雌雄识别分选装置准确率和效率不高、适用品种范围小等问题,根据雌雄蚕蛹性腺特征差异是区别不同品种蚕蛹雌雄的可靠依据,该研究设计了一种蚕蛹性腺图像在线采集与雌雄自动识别分选装置。首先,在对蚕蛹基本物理特性参数大量统计的基础上,对振动排序上料机、蚕蛹输送滑轨和蚕蛹翻转拍照装置进行了结构设计与理论分析。在识别方法和计算机硬件条件不变基础上,对装置中蚕蛹排序输送螺旋倾角、滑轨倾角和转动棒带动蚕蛹旋转转速进行了优化设计,以提高装置的识别分选速度。并设计了以SIEMENS-S7-200SMART-ST30为控制器,基于激光、光电传感器检测的信息融合控制系统。分选装置工作性能优化结果为:螺旋倾角为15.62°,滑轨倾角为31.77°,转速为21.09 r/min,单粒蚕蛹平均分选时间为5.13 s,准确率为95.97%,破损率为0.07%。样机试验结果表明,在最优参数下,利用卷积神经网络的全新轻量级雌雄识别分类模型,单粒蚕蛹平均分选时间为5.03 s,分选准确率为96.47%,破损率为0.09%,满足蚕蛹雌雄识别分选实际应用要求。该蚕蛹性腺图像在线采集与雌雄自动识别分选装置能够实现蚕蛹自动排序上料、蚕蛹带性腺图像在线采集、自动识别与雌雄自动分选的一体化,提高了蚕蛹雌雄自动识别分选的效率和准确率。研究结果可为雌雄蚕蛹自动识别分选装置的研发提供理论依据和技术支持。

雌雄蛹自动分选机的研制

雌雄蚕蛹分选是制造优质蚕种的重要环节。依据雌雄蛹体重量和体形大小存在明显差异的特点 ,研制成功三段式雌雄分选机。经生产测试 ,每小时可分选 135 96kg茧的蚕蛹 ,分选雌雄蛹的误鉴率平均为 3 18% ,比人工分选的准确率高 ;通过调节分选孔的大小 ,准确率可达 99 5 %以上 ;在复眼着黑后分选对蛹体无损伤。机械操作简易 。

基于人机工程的雌雄蚕蛹分拣机改进设计与仿真

为提高雌雄蚕蛹分拣机人机工效及分拣员操作的安全性与舒适性,在分析现有分拣机技术原理与结构组成的基础上,基于人机交互原理,对机器的功能布局和结构尺寸进行改进设计。利用Jack软件对改进后的设计方案进行人机工程仿真验证与评价。通过验证可知,改进后的方案在不同工作流程中均符合人体各关节舒适度要求,减轻了分拣员工作疲劳,提高了工作效率,有利于形成和谐的人机关系,为蚕桑生产设备及其他现代化农业工程装备创新设计提供参考。

基于解模糊算法的蚕蛹图像恢复及雌雄识别

在利用机器视觉技术识别雌雄蚕蛹过程中,因蛹体为非规则椭球体所带来的空间变化模糊造成蚕蛹图像中大量细节结构特征信息丢失,这极大地降低了雌雄蚕蛹识别的准确率。针对此问题,该文提出了一种将复杂的空间变化模糊图像恢复问题化为多个简单的空间模糊图像求解的策略。首先根据蚕蛹图像的模糊图谱将图像划分为多个具有相似程度模糊的子图像区域;再利用Lucy Richardson方法对各子图像区域分别进行非盲反卷积解模糊;最后将恢复的各子图像进行拼合并使用双边滤波方法消除图像拼合误差,保证图像信息准确融合。试验结果表明,该算法性能与目前所公认最优的Shen方法相比,能够得到更好的蚕蛹图像视觉质量,蚕蛹图像质量的定量评估指标——总变差均值(TVM)平均提高了22.8%,因此,该文方法具有更优的性能,能够有效消除空间变化模糊影响,恢复出更多的蚕蛹图像细节结构特征。利用基于霍夫变换理论的形状匹配算法对处理前和处理后的400颗蚕蛹成像图像进行了雌雄识别试验研究,试验结果表明,相对于原始未处理的蚕蛹图像,经该文方法处理后的蚕蛹图像,雌雄蚕蛹识别率提高了40.5百分点。该文方法对西葫芦、南瓜等类非规则椭球体果蔬图像也能够进行有效的图像质量改善,这充分显示了该文方法的广泛适应性。

不同品种及饲养季节家蚕雄蛹睾酮含量的研究

用高效液相色谱法分析了不同品种、不同饲养季节家蚕雄蛹睾酮含量。结果显示，家蚕雄蛹睾酮含量在10个供试品种间存在显著差异（P〈0．05）。在供试的10个品种中，含量最高的是菁松×皓月（41．28ng／g），含量最低的是日新×H05（17．71ng／g）；含量在20—30．g／g范围内的居多，共有6个品种；含量在30～40ng／g范围内的有2个品种。在不同的饲养季节采集的家蚕品种云7、菁松×皓月、云7×云8雄蛹睾酮含量春季〉夏季〉秋季（P〈0．01）。

柞蚕不同极性部位的体外抗氧化活性研究

目的以柞蚕雄蛹和雄蛾为研究对象,考察柞蚕的体外抗氧化活性。方法雄蚕蛹粉和雄蛾粉经80%乙醇提取后用石油醚、正丁醇进行萃取,得到石油醚层、正丁醇层和水层,通过紫外-可见分光光度法测定总提物及3个活性部位对超氧阴离子自由基(O-2·)、羟基自由基(·OH)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)和2,2'-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基(ABTS+·)的清除能力。结果雄蚕蛹和雄蚕蛾均具有较好的抗氧化活性,其总提液清除O-2·、·OH、DPPH·和ABTS+·的IC50值分别为8.82324 g/L,12.09121 g/L,0.12991 g/L,0.22706 g/L和8.09633 g/L,14.55845 g/L,2.30111 g/L,10.00324 g/L。在极性分部位实验中,雄蛹和雄蛾不同活性部位清除自由基的能力均为:水层>正丁醇层>石油醚层。结论雄蚕蛹和柞蚕雄蛾具有较好的抗氧化活性,有良好的综合抗氧化性和开发应用前景。

桑蚕蛹期卵巢移植及其生物学效应的研究

本文报导桑蚕在蛹期进行卵巢移植试验的成功,并调查了卵巢移入雄蛹后的生物学效应。明确了血液中卵黄原蛋白向卵巢移行的时期是在蛹期。试验表明:蛹龄2h的雌、雄蛹在低温抑制后进行移植为适宜;卵巢植入雄蛹后受体发育良好,羽化率达82.5％～100％;雄蛹内卵巢能形成成熟卵,但卵大小、重量和卵肉蛋白质、核酸含量以及卵超微结构发生了一些变化;用人工单性生殖方法处理雄蛹内的发育卵,得到14.2％～16.0％的成胚率,进一步研究可望获得后代。

雌性特异红色荧光品系蚕蛹高速雌雄分选机的设计

通过基因打靶技术选育获得的一类家蚕品种,仅有雌性个体表达红色荧光蛋白。针对这一特性,为实现家蚕雌雄蛹鉴别自动化,采用特定波长的绿光(550nm)照射蚕蛹,雌蛹可激发出明显的橙色荧光,结合机器视觉技术,设计了雌雄蚕蛹高速分选机。利用样机实现了对雌雄蚕蛹的高速分选,分选速度可达90粒/min,精度为100%。设计的样机不仅减轻了蚕种生产过程中雌雄鉴蛹的劳动强度,而且大大提高了生产效率。

韩国对家蚕及其产品的功能性研究进展

家蚕作为天然蛋白质纤维——蚕丝的生产者,为人类文明做出了巨大贡献。随着农村新兴产业的崛起和化纤产品的不断创新,原料茧生产效益和丝绸服饰性能方面的优势相对下降。在韩国,原料茧生产几乎消失,但以家蚕作为与健康有关的功能性素材的研究和开发利用却方兴未艾。例如:以蚕粉为原料研制的降血糖制剂,已被韩国食品和药物管理局认定为保健食品,自1995年以来已生产约3 000 t;家蚕具有富集食下桑叶中的1-脱氧野尻霉素(DNJ)的功能也被证明;雄蚕蛹(蛾)被开发为男性增进剂;对蚕粉、蚕尿及白僵蚕保健功能方面的研究也非常活跃。家蚕资源的多功能开发利用为蚕农增收做出了贡献。可以预言,家蚕及其产品作为功能性素材的开发利用,将成为韩国未来高附加值新型农业的发展方向之一。