Carambole

Résumé

Ce projet initie une nouvelle collaboration entre informaticiens de l'Université Grenoble Alpes et des biophysiciens de l'Université Paris Diderot. Les objectifs sont de développer du matériel informatique (hardware) et des logiciels pour aider à suivre des points sur une feuille d'Averrhoa Carambola au cours de sa croissance à l'aide d'un système multi-caméras et de mesurer leur mouvement en 3D.

Coordinateurs

Franck Hétroy-Wheeler (LJK/Inria)

Julien Derr (Laboratoire Matière et Systèmes Complexes, Paris)

Résultats scientifiques

Un dispositif de caméras a été défini et installé à Grenoble et à Paris. À Grenoble, la plateforme Kinovis a été spécialisée, tant sur le plan matériel que logiciel, pour les petits volumes, les hautes résolutions spatiales et des échelles de temps très longues, comme c'est le cas dans notre contexte. Les 8 (Grenoble) ou 10 (Paris) caméras entourant l'usine sont synchronisées grâce à un trigger et un système Arduino (Grenoble) ou un système USB (Paris) programmé pour prendre des photos toutes les k minutes, où k est un paramètre choisi par l'utilisateur. L'étalonnage se fait à l'aide d'un échiquier. Pour chaque série de 8 ou 10 images, un modèle 3D maillé est reconstruit à l'aide de l'algorithme EPVH. Un graphe de Reeb est ensuite calculé et incorporé à l'intérieur de chaque maille pour définir un modèle spatio-temporel unidimensionnel permettant d'analyser le mouvement de la tige de la feuille. Le suivi temporel dense de la feuille basé sur les points caractéristiques est un travail en cours. Un tel suivi permettra une analyse plus fine des mouvements, si possible à une échelle de 10 à 100 microns.

Les dernières étapes du projet concernent le suivi temporel du mouvement de la plante et la mesure précise du mouvement. Cela devrait être fait d'ici juillet 2017. Nous prévoyons ensuite d'étendre le projet à d'autres plantes présentant une dynamique intéressante, comme l'avocat (Persea americana). Une collaboration avec des biologistes de l'INRA d'Avignon, de Clermont-Ferrand et de Montpellier est également prévue (projet ANR déposé) pour appliquer le même type d'outils à une plus grande échelle et en plein air pour les arbres fruitiers et les agrosystèmes. Enfin, une nouvelle collaboration a récemment débuté avec Florence Bertails-Descoubes (Inria Grenoble) afin d'utiliser les modèles 3D de plantes calculés et cohérents dans le temps pour la modélisation mécanique inverse.