科技文摘

20230106 微波萃取蓝莓的乙醇液抗氧化性评价//DOI：10.25165/j.ijabe.20221504.7114

蓝莓萃取液中含有多种花青素单体，这些单体的抗氧化活性对花青素功效及萃取效率起着决定作用。考虑到微波萃取条件下花青素单体种类和热降解特性，该文对蓝莓乙醇萃取液的抗氧化能力及其评价模型进行了研究。在微波萃取蓝莓的乙醇萃取液中，鉴别出十三种花青素单体，其中矢车菊素单体含量最高、锦葵素单体含量最低；蓝莓乙醇萃取液中花青素单体降解的起始温度在41.07℃～48.50℃，飞燕草素、矢车菊素、牵牛花色素、芍药花素和锦葵素的糖苷含量依次下降。随着微波萃取温度升高，萃取液中花青素降解程度增加，这不但没有减弱、反而增强了萃取液抗氧化能力。研究结果为蓝莓萃取液的抗氧化应用提供了指导。

[编译自：Liu C H，Zhao X L，Wang Z，Zheng X Z，Xue L L，Liu C，et al. Evaluation of the antioxidant activity of blueberry ethanol extracts under microwave extraction. Int J Agric & Biol Eng，2022； 15（4）：205–213.]

20230107 基于三级评价指标体系的农机驾驶室方向盘舒适性评价及位置参数优化//D O I：1 0.2 5 1 6 5/j.ijabe.20221504.6318

该研究旨在评估方向盘的舒适性并优化方向盘的位置参数。以驾驶员H点作为基准点，以方向盘盘面倾角、方向盘中点相对H点的前后距离、上下高度三个位置参数作为试验因素，建立舒适性综合评价指标体系。通过单因素试验确定三个参数的舒适范围和最佳水平，并在此基础上进行响应面优化和试验验证。优化验证结果表明，方向盘舒适性综合评分预期为0.864，与实测值之间的平均相对误差为4.18%，方向盘位置参数优化结果可靠。研究结果可为农机装备方向盘舒适性优化设计提供一定的参考。

[编译自：Wang Q C，Shang Y J，Qin Z Z，Xu H M，Jiang W，Li H，et al. Comfort evaluation and position parameter optimization of the steering wheel in agricultural machinery based on a three-level evaluation index system. Int J Agric & Biol Eng，2022； 15（4）：214–222.]

20230108 亚麻油和牛奶混合物的特性//DOI：10.25165/j.ijabe.20221504.7108

为开发出口感更好、健康益处更高的牛奶制品，基于Budwig饮食研究了牛奶制品和亚麻油的混合体系。在纯牛奶或酸奶中加入不同比例的亚麻油，该系统被充分混合而不对味道产生不利影响。研究了亚麻油的添加对不同牛奶制品的摩擦和流变特性的影响，并结合感官评价确定了最佳添加比例。实验结果表明，亚麻油的添加比例对牛奶制品的摩擦特性和流变特性有明显影响，其中混合物的摩擦系数随亚麻油添加量的增加而趋于下降，随着添加量增加，普通酸奶混合物和纯牛奶混合物的粘度都趋于上升。此外，根据物理特性和感官特性，得到了亚麻油在纯牛奶、普通酸奶和脱脂酸奶中的最佳添加比例，分别为2.5wt%、2.5wt%和5wt%。该研究为牛奶制品中的添加物提供了一种量化的分析方法，获得的数据可供生产参考。

[编译自：Chen C S，Liu P，Li M F，Zhang X. Characteristics of flax oil and milk mixture. Int J Agric & Biol Eng，2022； 15（4）：264–270.]

20230109 利用LF-NMR技术分析低频高压脉冲电场处理对陈年水稻种子水分及活力的影响//DOI：10.25165/j.ijabe.20221504.7590

为研究低频高压脉冲电场处理对陈年水稻种子萌发过程中内部水分迁移及种子活力提升情况的影响。该研究采用不同电场强度的低频高压脉冲电场处理陈年水稻种子，利用低场核磁共振技术获取处于标准发芽试验过程中不同萌发时间点的水稻种子核磁信号数据，对其内部水分状态和分布规律进行分析，根据萌发过程中采集的理化数据获取最优的处理条件并验证种子活力提升效果。试验结果表明：陈年水稻种子萌发过程中，种子内部的束缚水和半束缚水含量呈现先增加后减少的态势，自由水及总水含量不断增加且增加趋势随萌发时间延长而逐渐增强，种子内部出现副峰水；低频高压脉冲电场处理下种子内部的半束缚水更易转化为自由水，该处理使种子的吸水率、发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数均有提升，最佳电场强度为12 kV。该试验从种子内部水分状态和分布规律的分析角度，揭示电场处理提升种子活力机理，为陈年水稻种子萌发过程中水分吸收及种子活力提升方法研究提供理论支持和数据参考。

[编译自：Cheng E S，Song P，Hou T G，Wu L Y，Zhang B H. Determining the effects of LFHV-PEF treatment on the water and vigor of aged rice seeds using LF-NMR. Int J Agric & Biol Eng，2022； 15（4）：190–196.]

20230101 模糊非相关鉴别向量分析和中红外光谱鉴定白菜叶片表面高效氯氟氰菊酯残留//DOI：10.25165/j.ijabe.20221503.6486

白菜叶片表面超标的农药残留会对人体健康造成危害。该研究设计了一种鉴别系统来对白菜叶片表面高效氯氟氰菊酯残留进行定性分析。为更有效提取白菜中红外光谱（MIR）数据中的鉴别信息，该研究将模糊集理论引入到非相关鉴别向量分析（UDV）中，提出了模糊非相关鉴别向量分析（FUDV）。在该鉴别系统中，Cary 630 FTIR光谱仪被用于采集四种具有不同浓度高效氯氟氰菊酯含量的白菜叶片的MIR数据。再利用标准正态变量变换（SNV）和最小二乘平滑滤波算法（SG）对MIR数据进行预处理。然后利用主成分分析（PCA）对MIR数据进行降维。接着利用UDV、FUDV及其他鉴别分析算法对MIR数据进行特征提取。最后，利用K近邻分类器（KNN）判定数据类别。试验结果表明，当FUDV作为系统特征提取算法时，该鉴别系统最大分类精度能够达到100%。该结果表明，利用FUDV结合MIR能够有效鉴别白菜叶片表面高效氯氟氰菊酯残留。

[编译自：Wu X H，Zhang T F，Wu B，Zhou H X. Identification of lambda-cyhalothrin residues on Chinese cabbage using fuzzy uncorrelated discriminant vector analysis and MIR spectroscopy.Int J Agric & Biol Eng，2022；15（3）：217–224.]

20230102 基于椭圆模型的香蕉假茎表型参数测量//DOI：10.25165/j.ijabe.20221503.6614

香蕉假茎表型参数测量是评价香蕉生长状况的重要手段，可为施肥、施药等机械化栽培作业提供必要数据支持。现有研究主要测量香蕉假茎直径作为其表型参数，然而，香蕉假茎横截面比标准圆更接近椭圆，因此直径并不能充分代表香蕉假茎表型特征。该研究研制了一种香蕉假茎表型参数自动测量装置，该装置集成了三种不同类型的传感器：激光测距传感器、旋转编码器和数码相机，用于获取香蕉假茎点云和图像数据。提出了一种基于欧式距离的K均值（K-means）点云聚类算法，对香蕉假茎点云进行识别和提取。然后提出了一种基于椭圆模型的三维重建算法，计算假茎三维轮廓，得到长轴长、短轴长和周长三类表型参数。此外，在测量过程中使用同步触发图像采集机制对假茎拍照，它可用于手动评估香蕉生长状态。田间试验结果表明，香蕉假茎三个表型参数与人工测量结果具有高度相关性，R2始终大于0.95，总平均测量误差和相对误差分别仅为6.16 mm和4.38%，均在农艺可接受范围内。总体而言，该方法对植物茎秆检测具有较好普适性，通过非接触检测方式获得茎秆表型参数，对林果产业机械化栽培具有重要意义。

[编译自：Jiang Y L，Duan J L，Xu X，Ding Y H，Li Y，Yang Z. Measurement of the banana pseudostem phenotypic parameters based on ellipse model.Int J Agric & Biol Eng，2022；15（3）：195–202.]

20230104 基于级联Faster R-CNN的群养猪只个体和身体部位检测//DOI：10.25165/j.ijabe.20221503.6286

猪只个体及身体部位的检测是实现视频监控群养猪行为的关键步骤。然而，目前仍然难以从群养条件下准确定位到视频中的每一头猪的身体和其身体部位。为了解决该问题，该研究设计了一种基于级联Faster R-CNN的多目标猪只个体和部位检测算法（Cascade Faster R-CNN Pig Detector，C-FRPD）。首先，通过101层残差网络（101-layers Residual Networks，ResNet-101）提取猪圈视频图像的特征，将特征图输入到区域建议网络（Region Proposal Networks，RPN）获得建议区域。然后对建议区域进行分类和边框回归得到猪只个体位置定位。最后，通过级联结构，在猪只个体的特征区域内搜索得到身体部位，实现多猪只个体和部位检测，并在端到端检测中实现个体与部位间的关联。该研究使用了1500张猪圈图像进行了训练、验证和测试。测试表明单张图片平均检测时间为259 ms，检测精度达到98.4%。与不使用级联结构的Faster R-CNN对比，平均检测精度提高了4.3%。该研究提出方法可在图像中精确检测猪只个体及其头部、背部、尾部，并有效关联个体与部位，提供更完整的个体信息可为进一步分析猪只行为等提供基础。

[编译自：Xiao D Q，Lin S C，Liu Y F，Yang Q M，Wu H L. Group-housed pigs and their body parts detection with Cascade Faster R-CNN. Int J Agric & Biol Eng，2022；15（3）：203–209.]

20230105 应用于农业机器人微控制器的环境数据压缩新型编码器//DOI：10.25165/j.ijabe.20221504.6911

为了满足农事作业大范围、多类别的环境信息采集需求，越来越多的农业机器人被应用于农田环境信息获取任务。虽然农业机器人可以灵活地获取大面积农田的环境信息，但其采集而来的环境信息质量无法保证。为了提升获取的数据质量，该研究提出了一种名为Tiny-Encoder的环境数据压缩编码器，用于压缩和过滤由农业机器人采集而来的原始环境信息。为了评估Tiny-Encoder的性能，该研究选择了三种环境信息（包括温度、湿度和光照强度）来展示压缩原始数据和过滤噪声的性能。在压缩原始数据任务中，面对不同压缩率（数据分别被压缩至20、60和200个特征），Tiny-Encoder均获得了比其余两个对比压缩模型更高的精度（小于传感器的最大误差±0.5℃ 或±3.5% RH）和更合适的模型大小（小于205 KB）。在过滤噪声方面，Tiny-Encoder与三种传统的过滤方法（包括中值滤波、高斯滤波和 Savitzky-Golay 滤波）具有相当的性能。但Tiny-Encoder效果受卷积核大小影响：在大内核的情况下，Tiny-Encoder在这四种过滤方法中性能最好：大内核的变异系数分别为8.6189%（温度）、10.2684%（湿度）、57.3576 %（光）。总体而言，Tiny-Encoder 可用于环境信息压缩，应用于农业信息采集机器人中的微控制器。

[编译自：Wang Y T，Li M Z，Ji R H，Wang M J，Zhang Y，Zheng L H. Novel encoder for ambient data compression applied to microcontrollers in agricultural robots. Int J Agric & Biol Eng，2022；15（4）：197–204.]