Как читать мысли растений – новый сенсор изменит фермерство

Специалисты в области инженерии из Университета Тафтса в США спроектировали специализированный портативный датчик, закрепляемый непосредственно на сельскохозяйственных культурах для ранней диагностики дефицита влаги и патогенов. Данное передовое изобретение предоставит аграриям планеты уникальную возможность фиксировать ухудшение состояния посадок задолго до появления видимых признаков увядания или деформации листовых пластин.

Об этом пишет Earth.com.

Уникальный технологический комплекс включает в себя два компактных прибора, которые монтируются прямо на живой растительный организм и абсолютно не препятствуют его естественным вегетационным процессам. Первым элементом выступает тончайшая накладка, визуально схожая с переводной татуировкой, которая размещается на поверхности листа. Второй компонент представляет собой гибкий ремешок, надежно охватывающий стебель и сохраняющий свое положение даже при мощных порывах ветра.

Внедренная конфигурация позволяет непрерывно и с высокой точностью осуществлять мониторинг ключевых параметров жизнедеятельности агрокультур. Закрепляемая на листе пластина измеряет температурные показатели и концентрацию влаги во внутренних слоях тканей. Одновременно с этим эластичный стеблевой фиксатор регистрирует малейшие колебания диаметра побега, происходящие в процессе его развития.

Главным технологическим достижением авторов проекта стало полное отсутствие традиционных элементов питания, поскольку аппаратура генерирует электричество за счет испарения воды самим растением. Сотрудник Университета Тафтса Нафиз Хоссейн подчеркнул, что созданный комплекс выполняет функцию превентивного оповещения о стрессе культур. Он отметил, что существующие коммерческие решения обладают урезанным функционалом и зависят от массивных внешних батарей, что делает их непригодными для масштабного применения на полях.

Конструирование автономного гигрометра реализовано посредством применения кристаллов оксида ванадия, которые были расщеплены на наноструктурированные пластины минимальной толщины. Проникновение влаги внутрь структуры провоцирует высвобождение ионов и генерацию слабого тока микроваттного диапазона. Получаемого объема электричества вполне хватает для стабильной работы современных микросхем с минимальным уровнем энергопотребления.

Гибкий датчик для стебля спроектирован с использованием принципов традиционного японского искусства киригами, благодаря чему он легко удлиняется и изгибается без повреждения тканей. Внутренняя поверхность покрыта специализированным проводящим гелем, меняющим сопротивление в зависимости от сжатия или расширения побега. Комбинация двух типов измерителей позволяет фиксировать как сиюминутные стрессовые реакции на засуху, так и долгосрочные изменения в развитии.

Работоспособность системы была проверена в ходе практических испытаний на кустах болгарского перца в условиях, имитирующих открытый грунт. Электроника безошибочно дифференцировала благополучные экземпляры от тех, что подверглись дефициту полива или чрезмерному засолению почвы. В то время как здоровые образцы демонстрировали стабильное суточное увеличение объемов, у поврежденных растений этот процесс мгновенно прекращался.

Ранее "Курсор" рассказывал, что ученые впервые узнали, чем обедал мегалодон.