物理科技生物学-PHYICA

一种新的可穿戴技术——用于植物

技术工程 2022-05-29 21:53:49

A new wearable technology — for plants (video)这种植物正在模拟最新的可穿戴传感器(右),以通过智能手机应用程序(左)监测叶子的水分流失。鸣谢:美国化学会植物渴了也说不出来。视觉信号,如枯萎或变褐的叶子,直到它们的水分耗尽才开始出现。为了更早地检测水分流失,研究人员在ACS应用材料和界面杂志上报告说,他们已经为植物叶子制造了一种可穿戴传感器。该系统将数据无线传输到智能手机应用程序,允许远程管理花园和作物的干旱压力。新型可穿戴设备不仅仅是简单的计步器。现在,一些sma rt手表通过贴在皮肤上的电极来监测佩戴者心脏的电活动。由于许多设备可以无线共享收集的数据,医生可以远程监控和评估患者的健康状况。

同样,植物可穿戴设备可以帮助农民和园丁远程监控他们植物的健康状况,包括叶子含水量——新陈代谢和干旱压力的关键指标。此前,研究人员为此开发了金属电极,但电极存在附着问题,这降低了数据的准确性。因此,Renato Lima和他的同事们希望找到一种可靠的电极设计,用于长期监测植物的水分胁迫,同时保持不变。

研究人员创造了两种类型的电极:一种是由镍沉积成的窄而弯曲的图案,另一种是从涂有蜡膜的部分燃烧的纸上切割下来的。当研究小组用透明胶带将两个电极贴在分离的大豆叶子上时,镍基电极表现更好,随着叶子变干,产生更大的信号。

鸣谢:美国化学学会金属薄膜在风中的粘附力也更强,这可能是因为金属薄膜的薄而弯曲的设计允许更多的胶带与叶子表面连接。接下来,研究人员创造了一种带有金属电极的植物可穿戴设备,并将其连接到温室中的活植物上。

该设备将数据无线共享到智能手机应用程序和网站,一种简单、快速的机器学习技术成功地将这些数据转换为水分损失的百分比。研究人员说,监测叶子的含水量可以间接提供暴露于害虫和有毒物质的信息。

因为这种植物可穿戴设备在室内提供可靠的数据,他们现在计划在室外花园和作物中测试这种设备,以确定植物何时需要浇水,从而可能节省资源并增加产量。

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