BR112015022943B1 - Sistema e método de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência e sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência - Google Patents

Sistema e método de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência e sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência Download PDF

Info

Publication number
BR112015022943B1
BR112015022943B1 BR112015022943-3A BR112015022943A BR112015022943B1 BR 112015022943 B1 BR112015022943 B1 BR 112015022943B1 BR 112015022943 A BR112015022943 A BR 112015022943A BR 112015022943 B1 BR112015022943 B1 BR 112015022943B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
small object
seed
nmr
small
assembly
Prior art date
Application number
BR112015022943-3A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112015022943A2 (pt
Inventor
Bin Dai
Susan MacIsaac
Kevin Deppermann
Mark Ehrhardt
Brad D. White
Wayne Brown
Paul Krasucki
Jemmi C. Mcdonald
Original Assignee
Monsanto Technology Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Monsanto Technology Llc filed Critical Monsanto Technology Llc
Publication of BR112015022943A2 publication Critical patent/BR112015022943A2/pt
Publication of BR112015022943B1 publication Critical patent/BR112015022943B1/pt

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N24/00Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
    • G01N24/08Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/30Sample handling arrangements, e.g. sample cells, spinning mechanisms
    • G01R33/307Sample handling arrangements, e.g. sample cells, spinning mechanisms specially adapted for moving the sample relative to the MR system, e.g. spinning mechanisms, flow cells or means for positioning the sample inside a spectrometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/445MR involving a non-standard magnetic field B0, e.g. of low magnitude as in the earth's magnetic field or in nanoTesla spectroscopy, comprising a polarizing magnetic field for pre-polarisation, B0 with a temporal variation of its magnitude or direction such as field cycling of B0 or rotation of the direction of B0, or spatially inhomogeneous B0 like in fringe-field MR or in stray-field imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/448Relaxometry, i.e. quantification of relaxation times or spin density

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

CLASSIFICAÇÃO DE ALTA VAZÃO DE PEQUENOS OBJETOS ATRAVÉS DE UM CONTEÚDO DE ÓLEO E/OU HIDRATAÇÃO USANDO RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE BAIXO CAMPO. A presente invenção refere-se a um sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência para separar objeto pequeno por meio do teor de óleo/umidade usando os novos sistemas e métodos de ressonância magnética nuclear (RMN). Os sistemas apresentados e métodos para medição de teor de óleo/umidade de um único objeto pequeno em um instrumento de RMN de domínio de tempo de baixo campo são superiores na transferência de amostra e razão sinal-a-ruído para sistemas convencionais de RMN e métodos (decaimento livre de indução e spin eco) para medição de óleo/umidade de objeto pequeno único.

Description

PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Isto é um Pedido Internacional de PCT do Pedido dos Estados Unidos No. 61/791.411, depositado em 15 de março de 2013, cuja divulgação é incorporada aqui por referência em sua integralidade.
CAMPO TÉCNICO
[0002] A presente divulgação refere-se, de modo geral, a sistemas de RMN de domínio de tempo de baixo campo e métodos de medição de conteúdos de óleo e/ou hidratação de amostras de pequenos objetos (por exemplo, amostras de semente). Mais particularmente, refere-se a sistemas automatizados e métodos de uso de relaxometria de RMN para classificação contínua de alta vazão de pequenos objetos (por exemplo, sementes) através da medição de conteúdos de óleo e/ou hidratação dinamicamente.
TÉCNICA ANTERIOR
[0003] As afirmações contidas nesta seção apresentam, meramente, informações fundamentais relacionadas à presente divulgação e não podem constituir técnica anterior.
[0004] A relaxometria de NRM de baixo campo tem sido crescentemente utilizada em várias aplicações analíticas, por exemplo, na determinação do conteúdo de óleo e/ou de hidratação em pequenos objetos, como sementes, na medição de solubilidade do xileno no polietileno e na determinação da proporção de sólido por líquido na margarina. Os métodos convencionais de RMN para determinação do conteúdo de óleo/de hidratação em amostras de pequenos objetos utilizando a técnica de pulso spin-echo de Hahn tornou-se um método padrão internacional (AOCS, American Oil Chemist Society, oficial method, 1995). Apesar de seu amplo uso em laboratórios de análise para medição de óleo não destrutiva, a spinecho de Hahn, e outros métodos baseados em RMN conhecidos, requer um tempo inconvenientemente longo para uma medição individual.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0005] A presente divulgação descreve sistemas de classificação de pequenos objetos de alta vazão e métodos para separar pequenos objetos (por exemplo, sementes) através de um conteúdo de óleo e/ou de hidratação utilizando um método de ressonância magnética nuclear (RMN). Os sistemas e métodos de RMN descritos aqui são superiores aos métodos de RMN convencionais (por exemplo, degradação de indução livre ou spin echo) para a medição de óleo/de hidratação de um único objeto não destrutivo em termos de vazão de amostra e de proporção de sinal para ruído. Essa técnica analítica não destrutiva possui o potencial de avaliar o conteúdo de óleo e/ou hidratação em 30.000 a 50.000 pequenos objetos individuais, ou mais, por hora usando um relaxômetro de RMN de baixo campo. Os sistemas baseados em RMN de alta vazão contínua e métodos descritos aqui fornecem a capacidade de medir rapidamente e com precisão o conteúdo de óleo/de hidratação em um pequeno objeto em movimento.
[0006] Por exemplo, em várias modalidades, a presente divulgação fornece um sistema de classificação de pequenos objetos de alta vazão automatizado incluindo uma correia transportadora de pequenos objetos tendo uma pluralidade de copos de pequenos objetos afixados a ela, em que a montagem do transportador é estruturada e operável para movimentar continuamente a correia do transportador a uma taxa constante selecionada durante a operação do sistema. O sistema inclui adicionalmente uma montagem do alimentador de pequenos objetos que é estruturada e operável para separar objetos de uma pluralidade de pequenos objetos e depositar cada pequeno objeto separado em um respectivo copo dos copos de pequenos objetos enquanto a correia do transportador se movimenta continuamente na taxa constante de velocidade selecionada. O sistema inclui ainda uma montagem de ressonância magnética nuclear (RMN) com a correia do transportador se estendendo operacionalmente através dele. A montagem de RMN é estruturada e operável para gerar dados de massa de óleo e/ou hidratação para cada pequeno objeto enquanto cada pequeno objeto se move através da montagem de RMN na taxa constante de velocidade selecionada.
[0007] Além disso, o sistema inclui uma cavidade de ressonância de micro-onda que é estruturada e operável para receber e que se passe através dela, sem interrupção, cada pequeno objeto após cada respectivo pequeno objeto ter sido transportado através da montagem de NRM e para obter os dados de massa total dos pequenos objetos para cada respectivo pequeno objeto. Além disso, ainda, o sistema inclui um sistema de controle central com base em computador que é estruturado e operável de modo a: receber pelo menos um dado de massa de óleo e hidratação da montagem de RMN para cada pequeno objeto; receber a massa total de pequenos objetos da cavidade de ressonância de micro-onda para cada pequeno objeto; e executar o software de conteúdo de óleo/de hidratação. A execução do software de conteúdo de óleo/de hidratação armazenará os dados de massa de óleo/de hidratação para cada pequeno objeto e associará pelo menos um dos dados de massa de óleo/de hidratação para cada pequeno objeto com o respectivo pequeno objeto. A execução do software de conteúdo de óleo/de hidratação armazenará, adicionalmente, os dados de massa total de pequenos objetos para cada pequeno objeto e associará os dados de massa total de pequenos objetos para cada pequeno objeto com o respectivo pequeno objeto. Além disso, a execução do software de conteúdo de óleo/de hidratação computará, com base em pelo menos um dos dados de massa de óleo e de hidratação e de massa total para cada pequeno objeto, um valor de conteúdo de óleo/de hidratação para cada respectivo pequeno objeto em um período de tempo ditado pela taxa constante de velocidade selecionada para a correia do transportador.
[0008] Embora os métodos e sistemas descritos aqui possam ser usados para medir o conteúdo de óleo e/ou hidratação de vários pequenos objetos, a presente divulgação descreverá exemplificativamente os sistemas e métodos inventivos concernentes a sementes. Todavia, essas modalidades exemplificativas e a descrição não devem ser consideradas como limitadoras do escopo da presente divulgação.
[0009] Por exemplo, os métodos e sistemas baseados em RMN de alta vazão contínua descritos aqui são particularmente úteis na separação das sementes haploides e diploides geradas com um elevado indutor de óleo, uma etapa chave no processo de cultivo de haploide duplo. A separação das sementes haploides das diploides pode ser realizada com base nas diferenças no conteúdo de óleo. Um método para medir o conteúdo de óleo de uma única semente em um instrumento de RMN de domínio de tempo de baixo campo é descrito detalhadamente abaixo.
[0010] Outras áreas de aplicabilidade dos presentes ensinamentos tornar-se-ão aparentes a partir da descrição fornecida aqui. Deve-se entender que a descrição e os exemplos específicos neste resumo destinam-se para fins de ilustração apenas e não se destinam a limitar o escopo dos presentes ensinamentos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0011] Os desenhos descritos aqui são apenas para fins de ilustração e não se pretendem, de modo algum, a serem limitadores do escopo dos presentes ensinamentos.
[0012] A Figura 1 é uma visão isométrica de um sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão que utiliza ressonância magnética nuclear para selecionar pequenos objetos com base no conteúdo de óleo e/ou hidratação, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0013] A Figura 2 é uma visão isométrica de uma montagem do alimentador de pequenos objetos do sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0014] A Figura 3A é uma visão isométrica da montagem do alimentador de pequenos objetos mostrado na Figura 2 e uma extremidade proximal de uma montagem do transportador de pequenos objetos do sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0015] A Figura 3B é uma visão isométrica da extremidade proximal de uma montagem do transportador de pequenos objetos mostrada na Figura 3A, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0016] A Figura 4 é uma visão isométrica de uma extremidade distal da montagem do transportador de pequenos objetos do sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0017] A Figura 5 é uma visão lateral de uma montagem de ressonância magnética nuclear do sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0018] A Figura 6A é uma visão isométrica de uma montagem de um desviador e de uma cavidade de ressonância de micro-onda do sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostradas na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0019] A Figura 6B é uma vista isométrica de uma cavidade de ressonância de micro-onda em linha, de acordo com várias outras modalidades da presente divulgação.
[0020] A Figura 7 é diagrama de bloco de um sistema de controle central por computador do sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0021] A Figura 8 é uma visão isométrica de um dentre uma pluralidade de copos de objetos pequenos do sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0022] A Figura 9A é um gráfico que ilustra a dependência periódica de um sinal de magnetização de RMN em um deslocamento O1, com dois diferentes valores de Tp, utilizado durante experimentos utilizando o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrados na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente invenção.
[0023] A Figura 9B é uma ilustração gráfica similar àquela mostrada na Figura 8 executada em uma única amostra de semente de milho, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0024] A Figura 10 é uma ilustração gráfica que demonstra uma correlação entre o conteúdo de óleo (massa) e a amplitude do sinal de RMN gerada durante os experimentos utilizando o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0025] A Figura 11A é uma ilustração gráfica que mostra a amplitude do sinal em função da massa total da amostra de semente durante os experimentos utilizando o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0026] A Figura 11B é uma ilustração gráfica que mostra uma amplitude de sinal por massa de unidade como uma função do conteúdo de óleo (porcentagem de óleo) para amostras de semente durante os experimentos utilizando o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0027] A Figura 12 é uma ilustração gráfica que mostra onde um deslocamento de frequência O1 foi traçado em relação ao sinal de RMN, o sinal RMN varia periodicamente com diferentes valores de O1 durante experimentos utilizando o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrados na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente invenção.
[0028] A Figura 13A é uma ilustração gráfica que mostra o peso do óleo de referência (em grama) contra o peso predito do óleo (em grama) de um conjunto de 36 amostras de calibragem (sementes diploides/haploides reais) durante experimentos que utilizam o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0029] A Figura 13B é uma ilustração gráfica que mostra a predição residual para cada amostra exibida na Figura 13A, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0030] A Figura 14A é uma ilustração gráfica que mostra o peso do óleo de referência (em gramas) contra o peso predito do óleo (em gramas) de um conjunto de 78 amostras de validação (sementes diploides/haploides reais) durante experimentos que utilizam o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0031] A Figura 14B é uma ilustração gráfica que mostra a predição residual para cada amostra exibida na Figura 14A, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0032] A Figura 15 é uma ilustração gráfica que mostra a correlação entre a massa de óleo e o sinal de RMN para a semente se deslocando a várias velocidades durante experimentos utilizando o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0033] A Figura 16 é uma ilustração gráfica que mostra que um estudo de validação com 78 sementes haploides em dobro apresentou boa correlação (RA2 = 0,982) entre o sinal de RMN e a massa de óleo durante experimentos utilizando o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0034] A Figura 17A é uma ilustração gráfica de uma sequência de pulso de "disparo único" implementada pelo sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente invenção.
[0035] A Figura 17B é uma ilustração gráfica do sinal gerado para uma semente de milho utilizando a sequência de pulso de "disparo único" implementada pelo sistema de classificação dinâmica de objetos pequenos de alta vazão na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente invenção.
[0036] A Figura 18 é uma ilustração gráfica que mostra uma comparação das curvas de calibração que implementam o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1 usando um método de análise de disparo único e o método de análise de SSFP, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0037] A Figura 19 é uma ilustração gráfica que mostra uma comparação da dependência do campo magnético que implementa o sistema de classificação dinâmica de objetos pequenos de alta vazão mostrado na Figura 1 utilizando um método de análise de disparo único e um método de análise de SSFP, de acordo com várias modalidades da presente invenção.
[0038] A Figura 20 é uma ilustração gráfica que mostra uma correlação entre um sinal de RMN da análise de disparo único e a massa de óleo que implementam o sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão mostrado na Figura 1, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0039] A Figura 21 é uma ilustração gráfica que mostra os dados de Figura 20 quando as amostras com conteúdo extremamente baixo de óleo são removidas, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0040] A Figura 22 é uma ilustração gráfica de uma distribuição bimodal típica da porcentagem de óleo com resultados de ajuste da curva gaussiana de quadrado mínimo sobrepostos com os picos denominados "P1" e "P2", de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0041] A Figura 23 é uma ilustração gráfica da recuperação haploide e da pureza haploide contra o limiar de classificação da porcentagem de óleo estimada a partir da integração numérica dos picos "P1" e "P2", de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0042] A Figura 24 é uma ilustração gráfica que mostra uma correlação para 60 populações distintas entre a recuperação haploide medida por dados de cultivo de campo e a recuperação haploide prevista do ajuste da curva gaussiana de um conjunto de treinamento específico para população, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0043] A Figura 25 é uma ilustração gráfica que mostra uma correlação para 60 populações distintas entre a pureza haploide medida pelos dados de cultivo de campo e a pureza haploide prevista de ajuste da curva gaussiana de um conjunto de treinamento específico para população, de acordo com várias modalidades da presente divulgação.
[0044] Os numerais de referência correspondentes indicam as partes correspondentes ao longo das várias visões das figuras.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0045] A descrição que segue é meramente exemplificativa em natureza e de forma alguma pretende limitar os presentes ensinamentos, usos ou aplicação. Durante esta especificação, numerais de referência semelhantes serão usados para se referir a elementos semelhantes.
[0046] São descritos aqui sistemas e métodos para determinação ultrarrápida do conteúdo de óleo e/ou de hidratação de um pequeno objeto único (por exemplo, uma única semente). Geralmente, os sistemas e métodos descritos aqui empregam um trem de sequências de pulso de 90° ou, alternativamente, uma combinação de um único pulso de 90° e um trem de pulsos de 180°, para produzir um sinal de RMN em um relaxômetro de RMN de baixo campo. A amplitude do sinal de RMN obtido é diretamente proporcional ao conteúdo de óleo e/ou de hidratação do objeto. Devido à melhoria significativa da proporção de sinal por ruído (S/N), os métodos e sistemas de RMN divulgados podem determinar com precisão o conteúdo de óleo e/ou de hidratação de uma amostra de um pequeno objeto único (por exemplo, uma amostra única de semente) em um período de tempo extremamente curto, por exemplo, em 5 a 30 milissegundos, o que possibilita a classificação de alta vazão dos objetos com base na sua diferença de conteúdo de óleo e/ou de hidratação. Adicionalmente, os métodos e sistemas divulgados permitem que amostras de objeto sejam medidas de uma maneira contínua e dinâmica, tornando possível, desse modo, uma classificação automática de alta velocidade por RMN.
[0047] Agora, com referência à Figura 1, a presente divulgação fornece um sistema de classificação dinâmica de pequenos objetos de alta vazão 10 que utiliza ressonância magnética nuclear para selecionar pequenos objetos com base no conteúdo de óleo e/ou hidratação. Geralmente, o sistema 10 inclui uma montagem do alimentador 14, uma montagem do transportador 18, uma montagem de ressonância magnética nuclear (RMN) 22, uma cavidade de ressonância de micro-onda 26, uma montagem de desvio 30 e um sistema de controle central por computador. O sistema de controle 34 é estruturado e operável para controlar e coordenar, diretamente ou indiretamente, as operações e funções automatizadas e cooperativas da montagem do alimentador 14, da montagem do transportador 18, da montagem de RMN 22, da cavidade de ressonância de micro-onda 26 e da montagem de desvio 30, conforme descrito abaixo. O sistema de controle 34 é estruturado e operável, ainda, para executar um ou mais programas ou algoritmos (simplesmente denominados aqui como software de análise de conteúdo de óleo/de hidratação) de análise de conteúdo de óleo e/ou de hidratação para analisar os dados gerados e coletados pelo sistema 10 a fim de identificar e separar pequenos objetos (por exemplo, separar sementes haploides das sementes diploides) com base no conteúdo de óleo e/ou de hidratação, a uma elevada taxa de velocidade, por exemplo, de 5 a 30 milissegundos/semente, como também está descrito abaixo.
[0048] Mais especificamente, o sistema 10, conforme controlados pelo sistema de controle central 34, é estruturado e operável para separar pequenos objetos (por exemplo, sementes) de uma pluralidade de pequenos objetos (por exemplo, sementes) através da montagem do alimentador 14, transportar dinamicamente os pequenos objetos separados através da montagem de RMN 22 a uma elevada taxa de velocidade através da montagem do transportador 18, coletar os dados de massa de óleo e/ou de hidratação para cada objeto individual enquanto os objetos são transportados dinamicamente através da montagem de RMN 22, coletar os dados da massa total de objetos para cada objeto individual através da cavidade de ressonância de micro-onda 26, calcular o conteúdo de óleo e/ou de hidratação para cada pequeno objeto e separar os pequenos objetos (por exemplo, separar as sementes haploides das sementes diploides) com base no respectivo conteúdo de óleo e/ou de hidratação através da montagem de desvio 30 a uma elevada taxa de velocidade, por exemplo, de 20 a 50 sementes por segundo.
[0049] Deve-se entender que, embora o sistema 10, como descrito aqui, possa ser usado para medir o conteúdo de óleo e/ou de hidratação de vários pequenos objetos, por questão de clareza e simplicidade, a presente divulgação descreverá exemplificativamente o sistema 10 para uso na medição do conteúdo de óleo de sementes. Todavia, essas modalidades exemplificativas e a descrição não devem ser consideradas como limitadoras do escopo da presente divulgação.
[0050] Adicionalmente, almeja-se que o sistema 10 descrito aqui possa incluir tecnologias adicionais e/ou alternativas de percepção e detecção para medir as características dos pequenos objetos (por exemplo, sementes) que não o conteúdo de óleo e/ou de hidratação, de modo que os pequenos objetos (por exemplo, sementes) possam ser classificados com base no conteúdo de óleo e/ou de hidratação e/ou outra(s) característica(s) identificáveis e distinguíveis dos pequenos objetos (por exemplo, sementes), mantendo-se no escopo da presente divulgação.
[0051] Referindo-se agora às figuras 1, 2, 3A e 3B, em várias modalidades, a montagem do alimentador 14 (doravante a montagem do alimentador de semente 14) compreende um funil de volume de semente 38, um separador de semente 42 e uma engrenagem tensora giratória dispensadora de semente 46. O funil de volume de semente 38 é estruturado e operável para reter uma quantidade desejada de sementes selecionadas e para alimentar as sementes no separador 42. O separador 42 é estruturado e operável para separar as sementes individuais 48 do funil 38, isto é, analisas ou separar as sementes 48 uma por uma da pluralidade de sementes no funil 38. O separador 42 é estruturado e operável, ainda, para posicionar cada semente separada 48 em um respectivo reservatório dentre uma pluralidade de reservatórios de semente 50 formado na periferia da engrenagem tensora dispensadora 46. Mais particularmente, durante a operação da montagem do alimentador de semente 14, a engrenagem tensora dispensadora 46 é girada em torno de um eixo da engrenagem tensora dispensadora 54. Conforme a engrenagem tensora 46 gira, o separador 42 deposita cada semente separada 48, isto é, semente analisada 48, em um respectivo reservatório dentre os reservatórios de sementes 50. Subsequentemente, enquanto a engrenagem tensora dispensadora 46 continua girando, cada semente 48 que foi depositada dos reservatórios de sementes 50 é depositada em um respectivo copo de uma pluralidade de copos de semente 58 que estão conectados a uma correia do transportador 62 da montagem do transportador de sementes 18, como descrito mais abaixo.
[0052] Referindo-se agora às Figuras 1, 2, 3A, 3B, 4 e 8, em várias modalidades a montagem do transportador de sementes 18 inclui os copos de sementes 58 conectados à correia do transportador 62 que é posicionada de maneira deslizante em um trilho do transportador 66, e pelo menos uma roda de acionamento 70 conectada operacionalmente a pelo menos um motor de acionamento (não mostrado) para acionar a correia do transportador 62 ao longo do trilho 66, isto é, fazer com que a correia do transportador 62 e os copos de sementes 58 sejam transportados ao longo do trilho 66. Mais especificamente, o(s) motor(es) é/são estruturado(s) e operável(is), conforme controlados pelo sistema de controle central 34, para acionar a correia do transportador 62 a uma taxa constante de velocidade, por exemplo, 0,5 a 2 metros por segundo, de modo que os copos de sementes 58, e, mais importante, as sementes separadas 48 posicionadas nos copos de sementes 58, são transportadas ou conduzidas de uma extremidade proximal 66A do trilho do transportador 66, através da montagem de RMN 22, até uma extremidade distal 66B do trilho de transporte a uma taxa constante de velocidade. Por exemplo, em várias modalidades, o(s) motor(es) de acionamento é/são controlado(s) pelo sistema de controle central 34 para acionar a correia do transportador 62 a uma taxa selecionada de velocidade, de modo que cada semente 48 seja posicionada no respectivo como de sementes 58 na extremidade proximal do trilho da correia do transportador 66A e transportada através da montagem de RMN 22 até a extremidade distal do trilho da correia do transportador 66B do trilho do transportador 66 em aproximadamente 1 segundo, ou, alternativamente, aproximadamente 0,5 segundo a 1,5 segundos. Em várias implementações, a montagem do transportador 18 inclui, adicionalmente, pelo menos uma roda de orientação da correia passiva 74 para orientar a correia do transportador 62 enquanto ela viaja sob o trilho da corrente do transportador 66 e uma cobertura do trilho 78 que cobre o trilho da correia do transportador 66 e evita que as sementes 48 sejam deslocadas dos respectivos copos de sementes 58.
[0053] Referindo-se agora às Figuras 5, em várias modalidades, a montagem de RMN 22 compreende um compartimento 82 que envolve um relaxômetro de ressonância magnética nuclear (RMN) 86, isto é, um magneto nuclear e uma sonda de frequência de rádio (RF), isto é, um transceptor de RF. Em várias modalidades, o relaxômetro de RMN 86 tem uma extensão longitudinal L de aproximadamente 0,5 metro a 1,5 metros, por exemplo, aproximadamente 0,78 metro, e o relaxômetro mais a sonda de RF tem uma extensão total de entre 0,75 metro a 2,0 metros, por exemplo, 1,1 metros. Conforme descrito acima, a corrente do transportador 62 transporta as sementes 48 através da montagem de RMN 22 a uma taxa constante de velocidade, por exemplo, 1,0 - 1,5 metros/segundo. Mais particularmente, a correia do transportador 62, controle controlada pelo sistema de controle central 34, transporta as sementes 48 para além de, ou através de, toda a extensão do relaxômetro de RMN 86 e para além ou através da sonda de RF 90 à taxa constante selecionada de velocidade. Durante a operação do sistema 10, conforme as sementes 48 são transportadas para além/através do relaxômetro de RMN 86, à taxa constante selecionada de velocidade, um campo magnético gerado pelo relaxômetro de RMN 85 é exercido sobre as sementes 48. O campo magnético faz com que os prótons de cada respectiva semente 48 se alinhem paralelamente à direção do campo magnético.
[0054] Substancialmente, e conforme descrito mais abaixo no Experimento No. 2, as sementes 48 estão se movimentando a uma taxa constante de velocidade através da correia do transportador 62 e só passam pela montagem de RMN 22 uma vez. Isto é, as sementes 48 nunca são estáticas, como ocorre com uma sequência de pulso de RMN tradicional que examinar uma amostra estática várias vezes. Além disso, considerando-se a extensão prolongada L do relaxômetro de RMN 86, por exemplo, 0,5 metro - 1,5 metros, e a taxa constante de velocidade de transporte de cada semente 48 através do relaxômetro de RMN, por exemplo, 1,0 - 1,5 metros/segundo, cada semente 48 é exposta ao campo magnético de RMN, isto é, cada semente 48 é polarizada, um período de tempo prolongado, por exemplo, 0,5 segundo a 3,0 segundos. Com efeito, cada semente 48 se movimentando constantemente é exposta ao campo magnético de RMN por um tempo suficiente para que os prótons de cada respectiva semente 48 se alinhem paralelamente à direção do campo magnético sem diminuir ou interromper a taxa de velocidade de transporte de cada semente 48.
[0055] Subsequentemente, conforme as sementes 48 seguem se movimentando através e ao longo da extensão do relaxômetro de RMN 86 e passam pela sonda de RF 90 à taxa constante selecionada de velocidade, a sonda de RF 90 gera um ou mais pulsos e recebe um eco de cada pulso. Por exemplo, a sonda de RF 90 pode gerar uma pluralidade de pulsos a qualquer intervalo desejado, por exemplo, 5 pulsos/milissegundo ou aproximadamente 100-200 milissegundos entre os pulsos, e receber um eco de cada pulso. Cada pulso interrompe, ou perturba, o alinhamento de prótons, e a valor de interrupção de prótons é identificada no eco recebido de cada pulso. O sistema de controle central 34, através da execução do software de análise de conteúdo de óleo, utiliza o valor de interrupção de prótons de cada eco para gerar dados indicativos da massa de óleo em cada respectiva semente, doravante denominados dados de massa de óleo.
[0056] Observe que, como descreve-se acima, almeja-se que o sistema 10 possa ser usado para medir o conteúdo de óleo e/ou conteúdo de hidratação (e/ou outras características distinguíveis) em vários pequenos objetos que não sementes. Assim, nessas modalidades alternativas, o sistema de controle central 34 executaria o software de análise de conteúdo de óleo e/ou de hidratação para utilizar o valor de interrupção de prótons de cada eco para gerar dados indicativos da massa de óleo e/ou de hidratação em cada respectivo pequeno objeto.
[0057] Continuando agora com a modalidade de semente exemplificativa, subsequentemente, por meio da execução do software de análise de conteúdo de óleo, o sistema de controle central 34 registra e salva os dados de massa de óleo, isto é, os dados de massa de óleo de cada eco de pulso e associados, ligações ou vínculos de massa de óleo à respectiva semente 48. Assim, as sementes 48 estão constantemente se movimentando à taxa constante selecionada de velocidade, por exemplo, 1m/segundo (isto é, em um estado dinâmico em oposição ao estado estático), enquanto os prótons estão alinhados, através do relaxômetro de RMN 86, e os dados de massa de óleo são gerados, através da sonda de RF 90, e os dados de massa de óleo são reunidos e salvos através do sistema de controle central 34.
[0058] Deve-se notar que ao gerar os pulsos de RF e receber os dados de massa de óleo do eco a uma taxa elevada, por exemplo, 5 pulsos/milissegundo, o ruído nos ecos detectados subsequentemente se anulam parcialmente, aumentando significativamente a razão de sinal por ruído da medição de sinal de RMN, permitindo uma medição mais precisa e consistente do conteúdo de óleo nas respectivas sementes, conforme descrito aqui.
[0059] Referindo-se agora à Figura 6A, conforme descrito acima, o sistema 10 inclui a cavidade de ressonância de micro-onda 26 e a montagem de desvio 30. O sistema 10 inclui adicionalmente uma canoura de descarga 94 montado na extremidade distal 66B do trilho do transportador 66 e/ou outra estrutura do sistema 10 situada na ou próximo à extremidade distal do trilho do transportador 66B. A canoura de descarga 94 inclui uma extremidade de ingresso 94A e uma extremidade de egresso 94B. A canoura de descarga 94 é estruturada e operável para receber as sementes 48 que são descarregadas dos respectivos copos de sementes 58 conforme a correia do transportador 62 e os copos de sementes 58 viajam pela periferia da roda de acionamento 70 na extremidade distal 66B do trilho de transporte 66. Mais especificamente, após cada semente 48 ter sido transportada através da montagem de RMN 22 e os respectivos dados de massa de óleo terem sido reunidos, salvos e associados com a respectiva semente 48, como descrito acima, cada copo de semente 58 e respectiva semente 48 é transportada ao longo da extremidade distal do trilho do transportador 66B e ao longo da periferia da roda de acionamento da extremidade distal 70. Conforme cada copo de semente 58 viaja ao longo da periferia da roda de acionamento da extremidade distal 70, a respectiva semente 48 cai do copo de semente 58 na extremidade de ingresso do funil de descarga 94A.
[0060] Em várias modalidades, a montagem de desvio 30 é conectada à cavidade de ressonância de micro-onda 26, em que a extremidade de egresso 94B da canoura de descarga 94 é conectada à cavidade de ressonância de micro-onda 26. Com efeito, uma vez que a semente cai no respectivo copo de semente 58 e na extremidade de ingresso da canoura de descarga 94A, devido à força gravitacional, as sementes 48 caem através da canoura de descarga 94 e são direcionadas para dentro da cavidade de ressonância de micro-onda 26 através da extremidade de egresso da canoura de descarga 94B. De maneira alternativa, pode-se soprar ar através da canoura de descarga 94 na direção da viagem da semente para ajudar e/ou acelerar a velocidade de viagem das sementes 48 através da canoura de descarga 94. Em tais modalidades, depois de as sementes 48 saírem da canoura de descarga 94 e ingressarem na cavidade de ressonância de micro-onda 26, cada semente 48 cai por conta de gravidade ou, alternativamente, é acelerada, através de ar forçado, por meio de uma passagem interna (não mostrada) da cavidade de ressonância de micro-onda 26 e ingressa na montagem de desvio 30.
[0061] A cavidade de ressonância de micro-onda 26 é estruturada e operável para medir com precisão, ou prever, a massa total de cada semente 48 conforme ela passa através da passagem interna. A cavidade de ressonância de micro-onda 26 comunica os dados de massa total de cada semente 48 ao sistema de controle central 34, onde, através da execução do software de análise de conteúdo de óleo, o sistema de controle central 34 grava e salva os dados de massa total de cada semente 48 e liga ou vincula os dados de massa total à respectiva semente 48 e os dados de massa de óleo salvos anteriormente à respectiva semente 48.
[0062] Substancialmente, através da execução do software de análise de conteúdo de óleo, o sistema de controle central 34 utiliza os dados de massa total e os dados de massa de óleo salvos para computar o conteúdo de óleo de cada semente 48 conforme cada respectiva semente 48 passa através da cavidade de ressonância de micro-onda 26. Assim, antes de cada semente 48 sair pela cavidade de ressonância de micro-onda 26, o sistema de controle central 34 computa o conteúdo de óleo da respectiva semente 48. Além disso, antes de cada semente 48 sair pela cavidade de ressonância de micro-onda 26, com base no conteúdo de óleo computado da respectiva semente 48, o sistema de controle central 34 determina se o conteúdo de óleo da respectiva semente 48 excede um limiar de conteúdo de óleo da respectiva semente. Isto é, com base no conteúdo de óleo computado da respectiva semente 48, o sistema de controle central 34 determina se o conteúdo de óleo da respectiva semente 48 indica que a semente é haploide ou diploide.
[0063] A partir da saída pela cavidade de ressonância de microonda 26, cada semente 48 ingressa na montagem de desvio 30 onde, conforme controlado pelo sistema de controle central 34, a montagem de desvio 30 direciona ou desvia as sementes 48 com um conteúdo de óleo abaixo do respectivo limiar, isto é, sementes haploides, para um receptáculo haploide 98 e direciona ou desvia as sementes 48 com um conteúdo de óleo acima do respectivo limiar, isto é, sementes diploides, para um receptáculo diploide 102. Geralmente, a montagem de desvio 30 inclui um tubo central oco 106 que é conectado em uma extremidade proximal à cavidade de ressonância de micro-onda 26 (em conexão fluida com a passagem interna da cavidade de ressonância de micro-onda), um dispositivo de desvio 110 cooperativamente conectado ao tubo central 106, uma canoura de semente desviada 114 conectada ao tubo central 106 (em conexão fluida com um lúmen interno do tubo central 26) e uma canoura de semente não desviada 118 posicionada em uma extremidade distal do tubo central 106 (em conexão fluida com o lúmen interno do tubo central 26). Na operação, conforme cada semente 48 sai pela cavidade de ressonância de micro-onda 26, cada semente 48 ingressa no lúmen interno do tubo central oco 106, depois disso, com base no conteúdo de óleo computado de cada semente respectiva 48, cada semente respectiva 48 ou é desviada ou direcionada na canoura de semente desviada 114, através da operação do dispositivo de desvio 110 (conforme controlado pelo sistema de controle central 34) ou é deixada para cair através do tubo central dentro da canoura de semente desviada 118.
[0064] Por exemplo, em várias modalidades, as sementes 48 que são determinadas para serem diploides, com base no conteúdo de óleo computado das respectivas sementes 48, são desviadas na canoura de semente desviara 114, depois disso, as sementes diploides 48 passam através da canoura de semente desviara 114 e são depositadas em um receptáculo diploide 102. Inversamente, as sementes 48 que são determinadas para serem haploides, com base no conteúdo de óleo computado das respectivas sementes 48, são deixadas para cair através do tubo central 106 no funil de semente não desviada 118, depois disso, as sementes haploides 48 são depositadas no receptáculo haploide 98. Em modalidades alternativas, a execução do software de análise de conteúdo de óleo poderia operar o dispositivo de desvio 110 parar desviar ou direcionar as sementes haploides 48 para dentro da canoura de semente desviara 114 e permitir que as sementes diploides 48 caiam através da canoura de semente não desviada 118.
[0065] O dispositivo de desvio 110 pode ser qualquer dispositivo apropriado para desviar ou direcionar as sementes selecionadas 48 (por exemplo, sementes diploides) para dentro da canoura de semente desviada 114 e permitir que outras sementes selecionadas 48 (por exemplo, sementes haploides) caiam através do tubo central 106 para dentro do funil de semente não desviada 118. Por exemplo, em várias modalidades, o dispositivo de desvio 110 pode ser um dispositivo pneumático que controla um fluxo de ar para desviar as sementes selecionadas 48 para dentro da canoura de semente desviada 114. Particularmente, em tais modalidades, se uma semente 48 for determinada para ser diploide enquanto a respectiva semente 48 passa através da cavidade de ressonância de micro-onda 26, conforme a respectiva semente diploide 48 cai através do tubo central do dispositivo de desvio 106, uma válvula do dispositivo de desvio pneumático se abre de modo que é liberado, desviando ou direcionando a respectiva semente diploide 48 para dentro da canoura semente desviada 114, depois disso, a respectiva semente diploide 48 é expelida para dentro do receptáculo diploide 102. Por sua vez, inversamente, se uma semente 48 for determinada para ser haploide conforme a respectiva semente 48 passa através da cavidade de ressonância de micro-onda 26, enquanto a respectiva semente diploide 48 cai através do tubo central do dispositivo de desvio 106, a válvula do dispositivo de desvio pneumático se mantém fechada de modo que nenhum ar seja liberado e a respectiva haploide 48 caia através da canoura de semente desviada 114 para dentro do receptáculo haploide 98. Os outros dispositivos de desvio do tipo eletromecânico 110 são almejados dentro do escopo da presente divulgação.
[0066] Em várias modalidades, é almejado que o software de análise de conteúdo de óleo/de hidratação e a montagem de desvio 30 possam ser estruturados e operáveis para desviar as sementes (ou pequenos objetos) para mais de dois diferentes receptáculos.
[0067] Referindo-se agora à Figura 6B, em várias modalidades a cavidade de ressonância de micro-onda 26 pode ser uma cavidade de ressonância de micro-onda em linha 26’ posicionada próxima a uma extremidade distal 66B da correia do transportador 66. Em várias modalidades, a cavidade de ressonância de micro-onda em linha 26’ pode ser estruturada de modo que a correia do transportador 66 e, assim, os copos de sementes 58 e as respectivas sementes 48 depositadas em cada copo de sementes 58 passam através da passagem interna 146 da cavidade de ressonância de micro-onda em linha 26’. Em geral, como descrito acima quanto à cavidade de ressonância de micro-onda 26, a cavidade de ressonância de micro-onda em linha 26’ é estruturada e operável para medir com precisão, ou prever, a massa total de cada semente 48 conforme ela passa através da passagem interna 146. A cavidade de ressonância de micro-onda 26 comunica os dados de massa total de cada semente 48 ao sistema de controle central 34, onde, através da execução do software de análise de conteúdo de óleo, o sistema de controle central 34 grava e salva os dados de massa total de cada semente 48 e liga ou vincula os dados de massa total à respectiva semente 48 e os dados de massa de óleo salvos anteriormente à respectiva semente 48.
[0068] De maneira mais específica, em tais modalidades, a correia do transportador 62 passa através da passagem interna 146 da cavidade de ressonância de micro-onda em linha 26’ e a massa combinada da correia do transportador 62, o copo de sementes 58 e a semente 48 são medidos para cada posição de semente. A correia mais o copo de sementes somente massa para cada posição de semente é tabulada antes de cada carregamento de semente para cada execução e a massa de semente 48 é inferida a partir da diferença da massa medida para a cavidade de ressonância de microonda em linha 26’ e a massa de semente apenas do copo/correia. Nessas modalidades, a montagem de desvio 30 é conectada à extremidade de egresso 94B da canoura de descarga 94 e é estruturada e operável conforme descreveu-se acima.
[0069] Referindo-se à Figura 8, em várias modalidades, cada copo de sementes 58 é estruturado e operável para ajudar a ajustar, centralizar e reter cada semente separada 48 em uma orientação estável em cada respectivo copo de sementes 58 conforme e após cada semente 48 for depositada no respectivo copo de sementes 58, como descrito acima. Por exemplo, em várias modalidades, cada copo de sementes 58 é formado de modo a compreender um reservatório em formato de diamante tridimensional (3D) 122 em que cada respectiva semente 48 é depositada. Os lados chanfrados e angulados do reservatório tridimensional 122 fazem com que cada semente separada 48 seja centralizada no respectivo copo de sementes 58. Embora o reservatório 122 seja mostrado e descrito como tendo formato de diamante, almeja-se que o reservatório 122 possa ter qualquer outra forma apropriada para reter as sementes 48 nos copos de sementes 58 em uma orientação estável durante o transporte das sementes 48 ao longo do trilho de sementes 66 e através da montagem de RMN 22. Adicionalmente, em várias modalidades, cada copo de sementes 58 compreende uma pluralidade de ranhuras, sulcos ou serrilhados laterais 126 que se estendem através do corpo do respectivo copo de sementes 58, em que os serrados 126 criam uma fricção suficiente entre cada respectiva semente 48 e os lados chanfrados e angulados do reservatório em formado de diamante (ou outro formado apropriado) 3D 122 para reduzir a vibração da respectiva semente 48 enquanto a semente 48 e o copo de sementes 58 viajam ao longo do trilho do transportador 66. Mais particularmente, o reservatório em formato de diamante (ou outro formato apropriado) 3D 122 e os serrados 126 são estruturados e operáveis para reter de maneira estável as sementes 48 e reduzir a vibração das sementes 48, de modo que se evite que as sementes 48 "balancem" para fora dos copos de sementes 58 e sejam retidas nos copos de sementes 58 com uma orientação estável durante o transporte das sementes 48 ao longo do trilho de sementes 66 e através da montagem de RMN 22.
[0070] Referindo-se agora às Figuras 3A e 3B, em várias modalidades, o sistema 10 inclui uma montagem de remoção de sementes soltas 130 que é estruturado e operável, conforme controlado pelo sistema de controle central 34, para identificar as sementes soltas 48 que, a partir da dispensa da montagem do alimentador de sementes 14, se perderam ou caíram do respectivo copo de sementes 58 e, consequentemente, ajustaram-se à correia do transportador 62 entre os copos de sementes 58 adjacentes. Em várias modalidades, a montagem de remoção de sementes soltas 130 inclui um sensor de sementes soltas 134 que é estruturado e operável para detectar sementes soltas 48 que se estabeleceram na correia do transportador 62 entre os copos de sementes 58 adjacentes. O sensor de sementes soltas 134 comunica essa detecção de sementes soltas 48 ao sistema de controle central 34. A montagem de remoção de sementes soltas 130 inclui, adicionalmente, um dispositivo de expulsão de sementes soltas 138 posicionado em um primeiro lado do trilho do transportador 66 e uma canoura de captura de sementes 142 posicionada do lado oposto do dispositivo de expulsão de sementes soltas 138 em um lado oposto do trilho do transportador 66. O dispositivo de expulsão de sementes soltas 138 pode ser qualquer dispositivo apropriado para remover e expelir cada semente solta 48 da correia do transportador 62 e depositar as sementes soltas 48 removidas ou expelidas para dentro da canoura de captura 142 de sementes soltas, fazendo com que as sementes soltas removidas ou expelidas 48 sejam direcionadas para dentro de um receptáculo de sementes soltas (não mostrado).
[0071] Por exemplo, em várias modalidades, o dispositivo de expulsão de sementes soltas 138, pode ser um dispositivo pneumático que controla um fluxo lateral de ar através da correia do transportador 62 para expelir as sementes soltas 48 da correia do transportador 62 para dentro da canoura de sementes soltas 142. Particularmente, nessas modalidades, se uma semente solta 48 for detectada pelo sensor de sementes soltas 134, conforme a respectiva semente solta 48 passa entre o dispositivo de expulsão de sementes soltas 138 e a canoura de captura de sementes soltas 142, uma válvula do dispositivo de expulsão de sementes soltas pneumático 138 (conforme controlado pelo sistema de controle central 34) se abre de modo que seja liberado ar, que sopra ou expele a respectiva semente solta 48 da correia do transportador 62 para dentro da canoura de captura de sementes soltas 142, depois disso, a respectiva semente solta 48 é direcionada para dentro do receptáculo de sementes soltas.
[0072] Referindo-se agora à Figura 7, em várias modalidades, o sistema de controle central 34 é um sistema por computador que, geralmente, inclui pelo menos um processador 150 apropriado para executar todos os softwares, programas, algoritmos, etc., descritos aqui para automaticamente, ou roboticamente, controlar a operação do sistema de classificação dinâmica de sementes de alta vazão 10, como descrito aqui. O sistema de controle central 34 inclui adicionalmente pelo menos um dispositivo de armazenamento eletrônico 154 que compreende um meio legível por computador, como um disco rígido ou qualquer outro dispositivo de armazenamento eletrônico de dados para armazenar coisas como pacotes de softwares ou programas e algoritmos 156 (por exemplo, o software de análise de conteúdo de óleo) e para armazenar coisas como informações digitais, dados, tabelas de consulta, planilhas e bancos de dados 158. Além disso, o sistema de controle central 34 inclui uma tela 160 para exibir coisas como informações, dados e/ou representações gráficas, e pelo menos um dispositivo de interface de usuário 162, como um teclado, um mouse, um stylus e/ou uma touchscreen interativa na tela 158. Em várias modalidades, o sistema de controle central 34 pode incluir ainda um leitor de mídia removível 166 para leitura das informações e dados da e/ou gravas informações e dados na mídia de armazenamento eletrônico removível, como um disquete, um disco compacto, um DVD, um disco zip, flash drives ou qualquer outra mídia de armazenamento eletrônico portátil ou removível legível por computador. Em várias modalidades, o leitor de mídia removível 166 pode ser uma porta de entrada/saída do sistema de controle central 34 utilizada para ler dispositivos de memória periféricos ou externos, como drives flash ou discos rígidos externos.
[0073] Em várias modalidades, o sistema de controle central 34, isto é, o processador 150, pode ser conectável de maneira comunicável a uma rede de servidor remoto 170, por exemplo, uma rede de área local (LAN), através de uma ligação sem fio ou com fio. Com efeito, o sistema de controle central 34 pode se comunicar com a rede de servidor remoto 170 para fazer upload e/ou download de dados, informações, algoritmos, programas de software e/ou receber comandos operacionais. Adicionalmente, em várias modalidades, o sistema de controle central 34 pode ser estruturado e operável para acessar a Internet para fazer upload e/ou download de dados, informações, algoritmos, programas de software, etc., para e a partir de sites de Internet e servidores de rede.
[0074] Em várias modalidades, como descrito acima, o sistema de controle central 34 inclui o software de análise de conteúdo de óleo, que é armazenado no dispositivo de armazenamento 154 e executado pelo processador 150, e pode incluir ainda um ou mais algoritmos de controle de sistema, ou programas, armazenados no dispositivo de armazenamento 154 e executados pelo processador 150. O software de análise de conteúdo de óleo e outro software de controle de sistema são cumulativamente identificados na Figura 7 pelo numeral de referência 156. Deve-se entender que, embora o sistema de controle central 34 senha tido por vezes descrito aqui como controlando diretamente as várias operações automatizadas, ou robóticas, do sistema de classificação dinâmica de sementes de alta vazão 10, é a execução do software de análise de conteúdo de óleo e de outros algoritmos, programas e/ou software de controle de sistema pelo processador 150, utilizando entradas da interface de usuário 162 e vários outros componentes, sensores, sistemas e montagens do sistema de classificação dinâmica de sementes de alta vazão 10 que de fato controla as várias operações automatizadas, ou robóticas, do sistema de classificação dinâmica de sementes de alta vazão 10 aqui descrito.
Resultados experimentais
[0075] Os experimentos foram realizados utilizando o sistema de classificação dinâmica de sementes de alta vazão 10 para testar a precisão e a velocidade do sistema de classificação dinâmica de sementes de alta vazão 10 e métodos para separar as sementes haploides das sementes diploides. Os experimentos e os resultados são descritos abaixo
Experimento No. 1
[0076] Os resultados experimentais usando um primeiro método da análise, por exemplo, um método de processão livre de estado estacionário (SSFP), são como se segue. Para o seguinte experimento, a sonda de RF da montagem 90 de NRM 22 foi configurada como uma sonda de 18mm (Deadl =15μs, Dead2 = 15 μs e duração de pulso de 90° P90 = 4,9μs) operando a 40°C e a força de campo magnético gerada pelo relaxômetro de RMN 86 foi estabelecida para 0,55 Tesla, correspondendo a uma frequência de 1H Larmor de 23,4 MHz.
[0077] Para testar e otimizar os parâmetros de aquisição de dados, uma amostra de óleo artificial contendo 0,3 g de lenço de papel e 0,3 g de óleo de milho foi utilizada. Para desenvolver um modelo de calibragem de óleo para amostras de sementes de milho, um conjunto de 24 sementes de milho foi um conteúdo de óleo conhecido foi utilizado.
[0078] Para obter sinais de RMN com melhor proporção de sinal por ruído, dois parâmetros chave precisam ser otimizados. Esses parâmetros eram o deslocamento do transmissor de RF (O1) e os pulsos entre intervalos de tempo (Tp). Para encontrar valores ideais de O1 e Tp, uma série de experimentos foi realizada com uma série de diferentes valores de O1 e Tp na amostra de óleo artificial. A Figura 9A mostra a dependência periódica do sinal de magnetização de RMN no deslocamento O1 com dois valores de Tp diferentes (100μs e 300μs). Experimentos semelhantes também foram executados em uma única amostra de semente e os resultados são mostrados na Figura 9B. Com base nesses resultados, o deslocamento O1 e o intervalo de tempo de Tp foram estabelecidos como 3,3π e 100μs, respectivamente, para experimentos quantitativos de calibragem de óleo subsequentes.
[0079] Para caracterizar o desempenho quantitativo dos métodos descritos aqui para determinação do conteúdo de óleo, uma série de 11 amostras de óleo artificial com massa de óleo variadas entre 5mg e 40mg foi preparada, a quantidade de óleo em cada amostra foi medida utilizando um balanceamento analítico. Os métodos de RMN descritos acima foram usados para obter os sinais de RMN dessas amostras. A Figura 10 apresenta uma excelente correlação entre o conteúdo de óleo (massa) e a amplitude de sinal de RMN. Particularmente, a Figura 10 ilustra o sinal de RMN contra a massa de óleo das amostras de óleo artificiais. Cada amostra foi medida em triplicata e os desvios padrão foram usados para as barras de erros. As pequenas barras de erro na Figura 10 indicam que os sinais de RMN são bastante reprodutíveis.
[0080] É importante desenvolver um modelo de calibração quantitativa para determinação do teor de óleo em uma única amostra de sementes de milho. Foi elaborado um conjunto de 24 amostras únicas de sementes de milho. O teor de óleo destas amostras foi previamente determinado usando um método convencional de RMN (método de DIC-Hahn - detector por ionização de chama) e os valores medidos foram usados como valores de referência para avaliar o desempenho dos experimentos. Os sinais RMN foram adquiridos com parâmetros-chave RMN: Tp= 100μs, O1 = 3,3π. Figura 11A mostra a amplitude do sinal como uma função da massa total de óleo da amostra de semente. Figura 11B mostra a amplitude do sinal por unidade de massa como uma função do teor de óleo (percentagem de óleo) para a amostra de semente. Cada amostra foi medida três vezes e os desvios padrão foram traçados como barras de erro nas Figuras 11A e 11B. A barra pequena de erro nas Figuras 11A e 11B indica que os sinais RMN que utilizam o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 têm boa reprodutibilidade.
[0081] Uma vez que a primeira aplicação do sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 e métodos descritos neste documento são para classificação de sementes diploides/haploides pela medição do teor de óleo de uma única semente, o sistema 10 e métodos precisam ser otimizados para o tipo de semente que será encontrada na real aplicação de classificação. A otimização do método inclui ajuste do intervalo de pulso (Tp) e otimização no recebimento da frequência de deslocamento (O1). Para ajuste de Tp, Tp foi ajustado para 150μs para permitir que o centro do sinal de RMN em cada intervalo de pulso seja adquirido. Para otimização O1, a medição RMN é feita em uma única semente. Uma sequência de valores O1 foi aplicada e os sinais RMN correspondentes foram medidos. Como mostrado na Figura 12, onde a frequência de deslocamento O1 foi traçada contra o sinal RMN, o sinal RMN varia periodicamente com diferentes valores O1. O valor ideal de O1 foi definido para 3800Hz (ou ângulo de deslocamento π) porque neste valor de O1, obteve-se a maior amplitude de sinal RMN.
[0082] Porque a faixa de óleo de sementes diploides/haploides reais é menor do que a da calibração anterior do conjunto de amostras (24 sementes), para garantir maior precisão na medição, uma nova calibração RMN foi desenvolvida utilizando sementes diploides/- haploides reais. Um conjunto de 36 sementes diploides/haploides foi usado para desenvolver um novo modelo de calibração. Para cada semente, o teor de óleo (em percentagem) foi medido por um método tradicional de RMN e a massa foi determinada por uma balança analítica. O teor total de óleo de referência (massa de óleo) foi calculado multiplicando-se o percentual de óleo com a massa da semente. O experimento foi realizado utilizando o sistema 10 para adquirir o sinal RMN de cada semente. Para cada semente, as medições foram repetidas 3 vezes para avaliar a reprodutibilidade da medição (precisão analítica).
[0083] Para melhorar ainda mais a reprodutibilidade da medição, a única semente foi confinada no centro do conjunto de RMN 22, colocando a semente no topo de um porta amostras no conjunto de RMN 22, enquanto o sentido das sementes foi alterado em cada medição. Foi desenvolvido um modelo de calibração univariada correlacionando o teor total de óleo de referência com sinal RMN (valor médio das 3 medições repetidas). O gráfico de referência de óleo versus previsão de óleo e o gráfico de previsão de residuais são mostrados nas Figuras 13A e 13B. O modelo de calibração mostra que existe uma grande correlação entre massa de óleo de referência e massa de óleo prevista (R2 = 0,977, erro padrão de calibração SEC = 0,64 mg) e que a reprodutibilidade da medição é muito boa (desvio padrão médio = 0,34 mg).
[0084] Para validar a calibração RMN, um conjunto de 78 sementes diploides/haploides foi usado. Os pesos de óleo de referência destas sementes foram determinados conforme descrito anteriormente. Como mostrado na Figura 14A e 14B, usando o novo modelo de calibração, o teor de óleo pode ser previsto com grande precisão (R2 = 0,97, erro padrão da previsão SEP = 0,69 mg) e boa precisão (desvio padrão médio = 0,3 mg).
[0085] Em uma modalidade, um sistema RMN com dois ímãs que consiste em dois ímãs Tesla 0,5 idênticos, um usado como ímã de pré- polarização e outro usado como ímã de medição, foi construído. Um sistema de transporte de alta velocidade linear automatizado foi conectado ao sistema RMN para entregar sementes de milho em uma velocidade de até 50 cm/s. Um gatilho de posição foi montado na pista de transporte para disparar o pulso RMN na posição exata da amostra. Um conjunto de 24 sementes foi usado para testar o desempenho do protótipo RMN de alta velocidade com a amostra movendo-se em diferentes velocidades. Figura 15 mostra a correlação entre massa de óleo e sinal RMN para deslocamento da semente a diferentes velocidades. Um conjunto de 78 sementes duplas haploides foi usado para validar o desempenho do sistema. Estas amostras moveram-se a uma velocidade de 50 cm/s. Figura 16 ilustra que o estudo de validação com 78 sementes duplas haploides mostrou boa correlação (RA2 = 0,982) entre sinal RMN e massa de óleo.
[0086] Concluindo, os experimentos descritos acima demonstram que o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 e métodos descritos neste documento fornecem um sistema analítico muito útil e o método para determinação rápida e quantitativa do teor de óleo em amostras únicas de semente. Sob os parâmetros ideais, uma relação linear entre o sinal RMN e o teor de óleo pode ser encontrada para amostras de sementes. Foi também demonstrado que um modelo de calibração de sucesso foi desenvolvido, para determinação do teor de óleo em sementes reais diploides/haploides de milho. O método RMN foi validado em um amplo conjunto de amostras (78 sementes diploides/haploides) sob condição de medição contínua e de alta velocidade, e o resultado demonstrou que o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 é capaz de determinar o teor de óleo na única semente com grande exatidão e precisão. Além disso, conforme descrito acima, devido à melhoria da razão sinal-ruído, este método RMN, o tempo de medição para cada amostra única de semente pode ser tão curto quanto 20ms. Assim, o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 e métodos descritos neste documento permitem que amostras únicas de sementes sejam analisadas de forma automatizada e contínua.
Experimento n° 2
[0087] Resultados experimentais utilizando um segundo método de análise são os seguintes. Para alcançar uma taxa de transferência analítica de mais de 20 sementes por segundo, amostras de sementes podem passar apenas através do conjunto RMN 22 uma vez, com uma velocidade de deslocamento de mais de 100 cm por segundo. Porque cada amostra se desloca pelo conjunto RMN 22 apenas uma vez, não há nenhuma possibilidade de usar uma sequência de pulso de RMN tradicional que examina uma amostra estática várias vezes. Os métodos da atual medição de taxa de transferência devem ser de etapa única (single-shot, no termo em inglês). Portanto, em várias modalidades, o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 descrito acima pode implementar um método de etapa única que gera uma sequência de pulso que compreende um pulso de 90 graus, seguido por uma sucessão de pulsos de 180 graus, conforme mostrado na Figura 17A. Como mostrado na Figura 17B, para uma amostra de semente, o sinal de etapa única contribuiu para degradação dos componentes de umidade (água) completamente após 2ms, a parte posterior do sinal de etapa única sendo principalmente composta por componente de óleo. Calculando a parte posterior do sinal de etapa única, uma relação linear pode ser estabelecida entre o sinal RMN médio e o teor de óleo.
[0088] Referindo-se agora à Figura 18, para testar o método de análise de etapa única, um conjunto de amostras de 24 sementes com teor de óleo variando de 3 mg a 50 mg foi usado como um conjunto de calibração para avaliar a correlação entre os sinais de etapa única e o teor de óleo. A medição RMN de etapa única estava utilizando o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10, com as amostras se deslocando pelo conjunto RMN 22 a uma velocidade de 50 cm por segundo. Cada amostra foi medida 3 vezes e o desvio-padrão do sinal RMN foi traçado como uma barra de erro na curva de calibração. A curva de calibração usando o método de etapa única foi comparada com o uso do método SSPF, conforme mostrado na Figura 18.
[0089] Além da razão sinal/ruído (S/N, signal/noise em inglês) superior e melhor desempenho analítico, o método de etapa única é mais sólido do que o método SSFP. O sinal de etapa única é menos dependente da uniformidade do campo magnético em comparação com o método SSFP. Figura 19 mostra a dependência da etapa única e os sinais SSFP na flutuação do campo. Porque o método de etapa única tem melhor tolerância de variação de campo magnético, ele faz com que o problema de estabilidade do campo magnético seja menos importante e permite que um ímã menos custoso seja usado no conjunto RMN 22.
[0090] Para validar ainda mais o desempenho do método de etapa única para determinação quantitativa do teor de óleo, um conjunto de 480 sementes de milho, incluindo sementes diploides e haploides, foi testado usando o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 com as amostras se deslocando pelo conjunto RMN 22 a uma velocidade de 50 cm por segundo. A Figura 20 mostra a correlação entre o sinal RMN de etapa única e o teor de óleo. A Figura 21 mostra a curva de calibração com base de porcentagem usando método de etapa única.
[0091] Consequentemente, como descrito acima, o método de etapa única foi testado e validado para determinações não destrutivas e de elevada taxa de transferência do teor de óleo em uma única semente. E, baseado nos resultados, conforme descrito acima, o método de etapa única é um excelente método analítico termos de exatidão e precisão. Além disso, em comparação com o método SSFP, o método de etapa única é mais sensível e sólido.
[0092] Além disso, embora o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 ter sido descrito acima como usando massa de óleo e massa de semente para calcular o teor de óleo como marcador para obter uma melhor separação entre sementes haploides e diploides, prevê-se também que a boa separação de sementes haploides e diploides pode ser alcançada utilizando o sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 para obter apenas os dados de massa de óleo sem os dados de massa de semente. Portanto, em tais modalidades, a cavidade de ressonância de micro-ondas 26 não seria incluída no sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10.
Experimento n° 3
[0093] Resultados experimentais do sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência 10 operando sob condições típicas de produção com material representativo agora são discutidos. Sessenta populações distintas de sementes constituídas por uma mistura de sementes haploides e diploides 48 foram classificadas utilizando o sistema 10 executando primeiro uma subamostra de conjunto de treinamento para cada população. Um histograma de teor de óleo para cada conjunto de treinamento foi gerado e ajustado à curva usando o método dos quadrados mínimos da Distribuição Normal (ou seja, Gaussian) para identificar os componentes haploides e diploides da população. Um resultado típico da distribuição de percentagem de óleo bimodal é mostrado na Figura 22 com dois ajustes Gaussian do método dos quadrados mínimos sobrepostos e rotulados "P1" e "P2". Picos "P1" e "P2" na Figura 22 são atribuídos como haploides presumíveis e diploides presumíveis, respectivamente.
[0094] Recuperação de haploide (ou seja, haploides selecionados em relação ao total estimado de haploides presentes) e pureza de haploide (ou seja, a razão de sementes haploides para a contagem 48 total de sementes no recipiente de óleo baixo) podem ser estimadas a partir dos resultados do ajuste de curva gaussiana e o resultado para o ajuste de pico típico mostrado na Figura 22 é mostrado na Figura 23. Recuperação de haploide para um determinado limiar de classificação de percentual de óleo é calculada pela integração numérica de "P1" na Figura 22 através do limiar de classificação normalizado para área integrada total de "P1". Pureza de haploide para um determinado limiar de classificação de percentual de óleo é calculada pela integração numérica de "P1" na Figura 22 normalizado para a integração numérica da soma dos picos "P1" e "P2" da Figura 22. Em várias modalidades, a recuperação de haploide calculada e a pureza de haploide podem ser corrigidas por erros de classificação estimados ou medidos por máquina pelo qual sementes 48 selecionadas para expulsão pelo conjunto de remoção de sementes soltas 130 são involuntariamente descartadas e sementes 48 não selecionadas para expulsão pelo conjunto de remoção de sementes soltas 130 inadvertidamente saltam dentro da canoura de captura de semente solta 142.
[0095] Para o presente experimento, limiares de classificação de óleo foram selecionados entre o conjunto completo de populações para representar uma faixa de recuperação de haploide prevista e a pureza de haploide prevista. Amostras ou subamostras completas de ambas as categorias classificadas foram plantadas no campo para cada população em lotes designados. Após seis semanas de crescimento, as plantas individuais que surgiram foram marcadas fenotipicamente para ploidia, observando a altura da planta em relação às outras plantas no lote. Plantas diploides mostram diferenças pronunciadas em altura, área foliar e vigor em relação a suas contrapartes haploides, e contaminação diploide no presumível lote haploide pode ser estimada pela contabilização (isto é, eliminação, remoção ou reclassificação) de plantas que foram classificadas como sementes haploides, mas mais tarde foram determinadas a serem plantas diploides, com base no seu fenótipo em aproximadamente seis semanas de crescimento. Da mesma forma, ao contar os elementos menores e menos fortes do presumível lote diploide, pode se estimar a taxa de sementes erroneamente classificadas como haploide. Usando este método de pontuação, a recuperação de haploide pode ser estimada através do cálculo da fração de haploides recuperados para o total, com ponderação adequada (se foi usada subamostragem). Pureza de haploide pode ser estimada pelo cálculo da razão entre o número final de haploides detectados para o número total de sementes no presumível lote haploide. Ambos os resultados são então comparados com os valores previstos para demonstrar a capacidade de prever com precisão a recuperação haploide e taxas de pureza usando um limiar de classificação de óleo selecionado a partir dos resultados do ajuste de curva para um conjunto de treinamento conjunto para uma população arbitrária. Figuras 24 e 25 mostram a recuperação de haploide e pureza de haploide observada versus prevista, respectivamente, para as 60 populações de teste.
[0096] Mais especificamente, porque plantas de milho diploide expressam pronunciadas diferenças em altura, área foliar e vigor em relação a suas contrapartes haploides, a proporção de sementes falsamente classificadas contaminando uma população foi estimada pela germinação de sementes e sua fenotipagem para verificar sua ploidia após várias semanas de crescimento. Por exemplo, a proporção de sementes haploides presumíveis que expressaram as características altas e robustas de diploides, após germinação e aproximadamente seis semanas de crescimento, revelou a taxa na qual as sementes naquela população foram erroneamente classificadas como haploides. Da mesma forma, a taxa de sementes diploides erroneamente classificadas em uma presumível população diploide foi estimada pela contabilidade do número de presumíveis sementes diploides que produziram os fenótipos de plantas haploides adultas. Ambas taxas de contaminação de diploide e taxa de contaminação de haploide foram então comparadas para avaliar a habilidade de prever com precisão a recuperação de haploide e taxas de pureza usando um limiar de classificação de óleo selecionado a partir dos resultados do ajuste de curva para um conjunto de treinamento derivado de uma população arbitrária.
[0097] A descrição neste documento é meramente um exemplo na natureza e, assim, variações que não se distanciam da essência do que é descrito destinam-se a estar dentro do escopo dos ensinamentos. Tais variações não devem ser consideradas como se distanciando do espírito e escopo dos ensinamentos.

Claims (19)

1. Sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência (10), o referido sistema (10) que compreende: uma montagem de transportador (18) incluindo uma correia transportadora (62) para pequenos objetos possuindo uma pluralidade de copos para objetos pequenos (58) fixados à ela, a montagem de transportador (18) estruturada e operável para mover continuamente a correia transportadora (62) em uma taxa constante de velocidade selecionada durante operação do sistema (10); uma montagem de alimentador de pequeno objeto (14) estruturada e operável para escolher pequenos objetos a partir de uma pluralidade de pequenos objetos e depositar cada pequeno objeto escolhido nos respectivos copos de pequenos objetos (58) conforme a correia transportadora (62) se move continuamente a uma taxa constante de velocidade selecionada; e uma montagem de ressonância magnética nuclear (RMN) (22) possuindo a correia transportadora (62) se estendendo operavelmente através da mesma, a montagem de RMN (22) estruturada e operável para gerar pelo menos um dentre dados de massa de óleo e dados de massa de umidade para cada pequeno objeto conforme cada pequeno objeto se move pela montagem de RMN (22) em uma taxa constante de velocidade selecionada; o sistema caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma cavidade de ressonância de micro-ondas (26) estruturada e operável para receber e ter passagem através da mesma, sem pausa, cada pequeno objeto após de cada respectivo pequeno objeto ter sido transportado através da montagem de RMN (22), e para obter dados de massa de pequeno objeto total para cada respectivo pequeno objeto; e um sistema de controle central estruturado e operável para: receber o pelo menos um dentre dados de massa de óleo e dados de massa de umidade da montagem de RMN (22) para cada pequeno objeto, receber a massa de pequeno objeto total da cavidade de ressonância de micro-ondas (26) para cada pequeno objeto, armazenar o pelo menos um dentre dados de massa de óleo e dados de massa de umidade para cada pequeno objeto e associar a pelo menos um dentre dados de massa de óleo e dados de massa de umidade recebidos para cada pequeno objeto com o respectivo pequeno objeto, armazenar os dados de massa de pequenos objetos total para cada pequeno objeto e associar os dados de massa de pequenos objetos total para cada pequeno objeto com o respectivo pequeno objeto; e baseado no pelo menos um dentre dados de massa de óleo e dados de massa de umidade e dados de massa total para cada objeto pequeno, calcular um valor de teor de óleo e/ou de umidade para cada respectivo pequeno objeto dentro de um período de tempo ditado pela taxa constante de velocidade selecionada da correia transportadora (62).
2. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma montagem de desviador (30) estruturada e operável para receber os pequenos objetos a partir da cavidade de ressonância de micro-ondas (26) e, através de comandos do sistema de controle central, separar os pequenos objetos baseado no teor de óleo e/ou de umidade computado de cada respectivo pequeno objeto.
3. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a taxa de velocidade selecionada é aproximadamente um metro por segundo.
4. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem de RMN compreende: um relaxômetro de RMN (86) estruturado e operável para exercer uma força magnética em cada pequeno objeto que passa através da montagem de RMN (22); e uma sonda de radiofrequência (RF) (90) estruturada e operável para gerar uma pluralidade de pulsos e receber um eco de cada pulso a partir dos quais pelo menos um dos dados de massa de óleo e de umidade é gerado.
5. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o número de pulsos gerados a cada milissegundo é tal que o ruído gerado por cada pulso cancela o ruído de pulsos subsequentes, aumentando assim a razão sinal-ruído de medida de RMN durante a determinação do pelo menos um dentre dados de massa de óleo e de umidade.
6. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o número de pulsos gerados a cada milissegundo é aproximadamente de cinco pulsos por milissegundo.
7. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um conjunto de remoção de pequenos objetos soltos estruturado e operável para remover o pequeno objeto solto que não é mantido dentro de um copo de pequeno objeto da correia transportadora (62).
8. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada copo de pequeno objeto compreende um reservatório no qual cada pequeno objeto respectivo é depositado pela montagem de alimentador de pequeno objeto (14) e uma pluralidade de serrilhas através de uma estrutura de copo de pequeno objeto, o reservatório e as serrilhas estruturados e operáveis para centralizar e reduzir a vibração de cada pequeno objeto dentro do respectivo copo de pequeno objeto e retendo cada pequeno objeto em uma orientação estável dentro do respectivo copo de pequeno objeto conforme cada pequeno objeto é transportado pela montagem de RMN (22).
9. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada pequeno objeto compreende uma semente.
10. Método para classificação de pequenos objetos dinâmicos com alta taxa de transferência, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende: mover de modo contínuo uma correia transportadora (62) possuindo uma pluralidade de copos de pequenos objetos (58) fixados a ela em uma taxa constante de velocidade selecionada, a correia transportadora (62) incluída em uma montagem de transportador (18) do sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência (10); escolher pequenos objetos a partir de uma pluralidade de pequenos objetos e depositar cada pequeno objeto escolhido nos respectivos copos de pequenos objetos (58) conforme a correia transportadora (62) se move continuamente na taxa constante de velocidade selecionada, utilizando uma montagem de alimentador de pequeno objeto (14) do sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência (10); gerar pelo menos um dentre dados de massa de óleo e dados de massa de umidade para cada pequeno objeto conforme cada objeto se move por uma montagem de ressonância magnética (RMN) (22) em uma taxa constante de velocidade selecionada, a montagem de RMN (22) incluída no sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência (10) e possuindo a correia transportadora (62) se estendendo através do mesmo; obter os dados de massa de pequeno objeto total para cada pequeno objeto respectivo ao passar cada pequeno objeto através de uma cavidade de ressonância de micro-ondas (26), sem pausa, após de cada pequeno objeto ter sido transportado através da montagem de RMN (22), a cavidade de ressonância de micro-ondas (26) incluída no sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência (10); e utilizar um sistema de controle central do sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência (10), para: armazenar o pelo menos um dentre dados de massa de óleo e dados de massa de umidade recebidos da montagem de RMN (22) para cada pequeno objeto e associar o pelo menos um dentre dados de massa de óleo e de umidade recebidos para cada pequeno objeto com o respectivo pequeno objeto, armazenar os dados de massa de pequeno objeto total recebido da cavidade de ressonância de micro-ondas (26) para cada objeto pequeno e associar os dados de massa de pequeno objeto total para cada pequeno objeto com o respectivo pequeno objeto; e baseado em pelo menos um dentre dados de massa de óleo e dados de massa de umidade e dados de massa total para cada objeto pequeno, calcular pelo menos um dentre valor de teor de óleo e de umidade para cada respectivo pequeno objeto dentro de um período de tempo ditado pela taxa constante de velocidade selecionada da correia transportadora (62).
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: receber os pequenos objetos a partir da cavidade de ressonância de micro-ondas (26) em uma montagem de desviador (30) do sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência (10); e através de comandos do sistema de controle central, separar os pequenos objetos baseado no pelo menos um teor de óleo e de umidade calculado de cada respectivo pequeno objeto por meio da montagem de desviador (30).
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que gerar o pelo menos um dentre dados de massa de óleo e de umidade para cada pequeno objeto conforme cada pequeno objeto se move pela montagem de RMN (22) na taxa constante de velocidade selecionada compreende gerar o pelo menos um dentre dados de massa de óleo e de umidade para cada pequeno objeto conforme cada pequeno objeto se move pela montagem de RMN (22) por aproximadamente um metro por segundo.
13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que gerar o pelo menos um dentre dados de massa de óleo e de umidade para cada pequeno objeto conforme cada pequeno objeto se move através da montagem de RMN (22) na taxa constante de velocidade selecionada compreende: exercer uma força magnética em cada pequeno objeto que passa através da montagem de RMN (22) utilizando um relaxômetro de RMN (86) da montagem de RMN (22); e gerar uma pluralidade de pulsos de radiofrequência (RF) utilizando uma sonda de RF (90) da montagem de RMN (22); receber um eco de cada pulso utilizando a sonda de RF (90); e gerar pelo menos um dentre dados de massa de óleo e de umidade baseados nos ecos de recebimento.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que gerar uma pluralidade de pulsos de RF compreende gerar um número de pulsos a cada milissegundo de modo que o ruído gerado por cada pulso cancele o ruído de pulsos subsequentes, aumentando assim a razão sinal-ruído da medida de RMN durante a determinação do pelo menos um dentre dados de massa de óleo e de umidade.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que gerar o número de pulsos a cada milissegundo de modo que o ruído gerado por cada pulso cancele o ruído de pulsos subsequentes compreende gerar aproximadamente cinco pulsos por milissegundo.
16. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende remover pequenos objetos soltos que não são retidos dentro de um copo de pequeno objeto da correia transportadora (62) utilizando um conjunto de remoção de pequenos objetos soltos do sistema de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência (10).
17. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a centralização e redução de vibração de cada pequeno objeto dentro do respectivo copo de pequeno objeto e manutenção de cada pequeno objeto em uma orientação estável dentro do respectivo copo de pequeno objeto conforme cada pequeno objeto é transportado pela montagem de RMN (22), utilizando copos de pequenos objetos (58) que compreendem um reservatório nos quais respectivos pequenos objetos são depositados pela montagem de alimentador de pequenos objetos (14) e uma pluralidade de serrilhas através de uma estrutura de copo de pequeno objeto.
18. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada pequeno objeto compreende uma semente.
19. Sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência, o referido sistema compreende: uma montagem de transportador (18) incluindo uma correia transportadora (62) de sementes possuindo uma pluralidade de copos (58) para sementes fixados à ela, a montagem de transportador (18) estruturada e operável para mover continuamente a correia transportadora (62) em uma taxa constante de velocidade selecionada durante a operação do sistema; uma montagem de alimentador de sementes (14) estruturada e operável para escolher sementes a partir de uma pluralidade de sementes e depositar cada semente escolhida nos respectivos copos (58) de semente conforme a correia transportadora (62) se move continuamente em uma taxa constante de velocidade selecionada; e uma montagem de ressonância magnética nuclear (RMN) (22) possuindo a correia transportadora (62) se estendendo operavelmente através da mesma, a montagem de RMN (22) estruturada e operável para gerar dados de massa de óleo para cada semente conforme cada semente se move pela montagem de RMN (22) na taxa constante de velocidade selecionada; o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema de controle central estruturado e operável para: receber os dados de massa de óleo da montagem de RMN (22) para cada semente, armazenar os dados de massa de óleo para cada semente e associar os dados de massa de óleo recebidos para cada semente com a respectiva semente, e baseado na massa de óleo, calcular um valor de teor de óleo para cada respectiva semente dentro de um período de tempo ditado pela taxa constante de velocidade selecionada da correia transportadora (62).
BR112015022943-3A 2013-03-15 2014-03-13 Sistema e método de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência e sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência BR112015022943B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361791411P 2013-03-15 2013-03-15
US61/791,411 2013-03-15
PCT/US2014/025174 WO2014151183A1 (en) 2013-03-15 2014-03-13 High-throughput sorting of small objects via oil and/or moisture content using low-field nuclear magnetic resonance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112015022943A2 BR112015022943A2 (pt) 2017-07-18
BR112015022943B1 true BR112015022943B1 (pt) 2022-06-07

Family

ID=51524767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112015022943-3A BR112015022943B1 (pt) 2013-03-15 2014-03-13 Sistema e método de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência e sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9658176B2 (pt)
EP (1) EP2969268B1 (pt)
CN (1) CN105188965B (pt)
BR (1) BR112015022943B1 (pt)
CA (1) CA2906549C (pt)
MX (1) MX362703B (pt)
WO (1) WO2014151183A1 (pt)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11863538B2 (en) * 2014-12-08 2024-01-02 Luigi Caramico Methods and systems for generating a symmetric key for mobile device encryption
WO2016200825A1 (en) 2015-06-08 2016-12-15 Monsanto Technology Llc High throughput cassette filler
CA2992129A1 (en) 2015-07-16 2017-01-19 Monsanto Technology Llc Multi-ear system to enhance monocot plant yield
FI3341765T3 (fi) * 2015-08-24 2023-01-31 Kuljetetun materiaalin magneettisen resonanssin on-line mittaus
DE102015226349B4 (de) 2015-12-21 2018-05-03 Universität Hohenheim Probenvorrichtung zur Einführung eines vereinzelten Saatgutkornes in eine Messeinrichtung sowie System und Verfahren zum Sortieren einer Vielzahl von Saatgutkörnern und dessen Verwendung
EP3606324A1 (en) 2017-04-07 2020-02-12 Limagrain Europe Method for sorting corn kernels of a batch of corn kernels
CN108787484A (zh) * 2017-04-27 2018-11-13 苏州纽迈分析仪器股份有限公司 一种含油种子核磁共振分选方法
CN108015015A (zh) * 2017-09-22 2018-05-11 大连工业大学 在线式低场核磁共振海参多通道分拣装置
CN107907911A (zh) 2017-10-17 2018-04-13 中国石油天然气股份有限公司 基于核磁共振的致密储层含油量测定方法
CN109490349B (zh) * 2019-01-16 2019-12-13 江南大学 一种低场核磁无损检测白酒酒曲水活度的分析方法
EP4081353A4 (en) * 2019-12-24 2023-12-27 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation DEVICE FOR MEASURING ORE IN MINING TRANSPORT VEHICLES

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2149509B (en) * 1983-11-12 1987-04-01 Vnii Maslichnykh Kultur Im V S Controlling nuclear magnetic resonance analysis
US6706989B2 (en) * 2001-02-02 2004-03-16 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Automated high-throughput seed sample processing system and method
AR050469A1 (es) 2004-08-26 2006-10-25 Monsanto Technology Llc Ensayo automatico de semillas
EP2166830B1 (en) 2007-05-31 2013-08-07 Monsanto Technology, LLC Seed sorter
US8519708B2 (en) 2007-11-06 2013-08-27 T2 Biosystems, Inc. Small magnet and RF coil for magnetic resonance relaxometry
DE102009004457A1 (de) 2009-01-13 2010-07-22 Tews Elektronik Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Masse und Dichte und/oder zur Messung der Feuchte von portionierten Einheiten
CN101929961A (zh) 2009-06-18 2010-12-29 华东交通大学 一种水稻种子质量检测、品种识别和分级的装置及方法
FI128224B (fi) 2010-08-31 2020-01-15 Vaisala Oyj Matalakenttäinen ydinmagneettiresonanssilaite kiintoaineiden ja lietteiden vesipitoisuuden mittaamiseksi
CN102213685A (zh) * 2011-04-18 2011-10-12 上海纽迈电子科技有限公司 用于含油种子自动测试与智能分拣的核磁共振装置
CN202146867U (zh) 2011-07-15 2012-02-22 陶胜 种子分选机

Also Published As

Publication number Publication date
US20170089849A1 (en) 2017-03-30
US9658176B2 (en) 2017-05-23
US9880116B2 (en) 2018-01-30
MX2015013256A (es) 2015-12-07
EP2969268A4 (en) 2017-01-11
MX362703B (es) 2019-01-31
CN105188965B (zh) 2017-10-31
BR112015022943A2 (pt) 2017-07-18
US20140266196A1 (en) 2014-09-18
WO2014151183A1 (en) 2014-09-25
CA2906549C (en) 2021-04-06
EP2969268A1 (en) 2016-01-20
EP2969268B1 (en) 2018-06-06
CA2906549A1 (en) 2014-09-25
CN105188965A (zh) 2015-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112015022943B1 (pt) Sistema e método de classificação de pequenos objetos dinâmico com alta taxa de transferência e sistema de classificação de sementes dinâmico com alta taxa de transferência
Kocher et al. Opto-electronic sensor system for rapid evaluation of planter seed spacing uniformity
Karimi et al. A practical approach to comparative design of non-contact sensing techniques for seed flow rate detection
CN103890611B (zh) 数据驱动的对事件接受/拒绝逻辑的优化
US9723815B2 (en) Feeding apparatus for supplying feed to a trough and a method of monitoring the functioning of such a feeding apparatus
PT2747541E (pt) Aparelho, sistemas e métodos de distribuição de sementes
CN107925402A (zh) 上升和下降信号沿的纠偏
AU2011203120A1 (en) Product dispensing apparatus and method
CN105451843A (zh) 泄漏检测系统
FR2637812A3 (fr) Analyseur de swing de golf
US6438189B1 (en) Pulsed neutron elemental on-line material analyzer
Karimi et al. Online laboratory evaluation of seeding-machine application by an acoustic technique
US6346888B1 (en) Non-resonant electromagnetic energy sensor
Hao et al. Development of an instrument to measure planter seed meter performance
KR101282962B1 (ko) 중성자 펄스파고분광분석 방법 및 이를 이용한 중성자 계측 시스템
JP2002031567A (ja) 物品取扱いシステム
Kaur et al. Design and development of calibration unit for precision planter
Steffen et al. Effect of two seed treatment coatings on corn planter seeding rate and monitor accuracy
Shoji et al. Impact-by-impact sensing of grain flow on jidatsu combine
CN203587530U (zh) 用于含油种子快速分选的核磁共振多通道检测系统
US20100246762A1 (en) Seedling counter
Eka Putri et al. Calibration and accuracy determination of a microwave type sensor for measuring grain flow
Sui et al. Evaluation of soil moisture sensors
Garrett et al. Use of Radioisotopes in Selecting “Crisphead” Lettuce for Harvesting
Wang et al. Design and performance test of a test rig for grain flow sensor

Legal Events

Date Code Title Description
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/03/2014, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS