Ученые создали умный сенсор для растений: как технология выявляет стресс в агрокультуре

Американские инженеры из Университета Тафтса разработали новейший «нательный» датчик для агрокультур, чтобы своевременно выявлять нехватку воды или болезни. Эта инновационная технология позволит фермерам во всем мире замечать проблемы со здоровьем растений еще до того, как листья начнут скручиваться и увядать.

Об этом пишет Earth.com.

Новейшая система состоит из двух разных устройств, которые легко прикрепляются непосредственно к живому растению и не мешают ему развиваться.

Как работает инновационный сенсор

Один из гаджетов напоминает тонкий пластырь-татуировку, плотно прилегающий к поверхности листа. Другой элемент конструкции – это эластичная лента, которая надежно вращается вокруг стебля и не сползает даже во время сильного ветра. Вместе они непрерывно и точно контролируют два жизненно важных показателя зеленого организма.

Пластырь считывает температуру и уровень влажности под поверхностью листьев. В то же время, эластичная лента фиксирует наименьшие изменения толщины стебля во время его активного роста. Настоящим техническим прорывом является то, что эта система работает вообще без наружных батарей, извлекая необходимую энергию от испарения влаги из самого растения.

Исследователь Университета Тафтса Нафиз Хоссейн пояснил, что этот инновационный датчик работает как система раннего предупреждения. По его словам, имеющиеся на рынке аналоги имеют значительно ограниченные возможности и обычно нуждаются в внешних аккумуляторах, что затрудняет их массовое развертывание в поле.

Двойной контроль и испытание на перцах

Создание уникального влагомера стало возможным благодаря использованию кристаллов оксида ванадия, разделенных на ультратонкие нанолисты. Когда вода проникает внутрь устройства, образуются ионы, создающие небольшой электрический ток микроватной мощности. Этого объема энергии достаточно для поддержания регулярных измерений в сочетании с электроникой низкого энергопотребления.

Эластичная лента для стебля создана по принципу японского искусства киригами, что позволяет ему свободно растягиваться и сгибаться вместе с растением. Устройство покрыто специальным мягким гелем, электрическое сопротивление которого изменяется при утолщении или сужении стебля. Такое удачное сочетание двух датчиков позволяет отслеживать как мгновенную реакцию на потерю воды, так и длительные биологические процессы.

Команда разработчиков уже успешно протестировала свою систему на кустах сладкого перца в условиях, приближенных к реальным. Устройства смогли совершенно четко отличить полностью здоровые растения от серьезно страдавших из-за нехватки воды или избытка соли. Здоровые перцы демонстрировали стабильный ежедневный рост стебля, в то время как в стрессовых условиях этот процесс резко останавливался.

Напомним 11 лучших сочетаний растений для щедрого урожая . Опытные огородники давно знают, что некоторые растения буквально созданы друг для друга. Такой принцип называют компанейской посадкой. Его суть проста — высаживать рядом культуры, которые естественным образом поддерживают друг друга.

Нападение на Россию / © ТСН.ua Кровать, пора / © Freepik Из Варшавы в Киев планируют запустить еще один ежедневный поезд / © t.me/UkrzalInfo Владимир Зеленский / © Associated Press