Kasvavan maailmanlaajuisen ruoan kysynnän tyydyttämiseksi on tarpeen parantaa satoja tehokkaan fenotyypityksen avulla. Optinen kuvapohjainen fenotyypitys on mahdollistanut merkittäviä edistysaskeleita kasvinjalostuksessa ja viljelyssä, mutta sen kontaktittoman lähestymistavan vuoksi sen spatiaalinen resoluutio ja tarkkuus ovat rajoittuneet.
Kosketusmittauksia käyttävät puettavat anturit tarjoavat lupaavan vaihtoehdon kasvien fenotyyppien ja niiden ympäristön in situ -seurantaan. Huolimatta kasvien kasvun ja mikroilmaston seurannan varhaisista edistysaskeleista, puettavien antureiden täysi potentiaali kasvien fenotyypityksessä on edelleen suurelta osin hyödyntämättä.
Heinäkuussa 2023 Plant Phenomics julkaisi katsausartikkelin otsikolla ”Wearable Sensors: New Data Collection Tools for Plant Phenotyping”. Tämän artikkelin tarkoituksena on tutkia puettavien antureiden kykyä seurata erilaisia kasvi- ja ympäristötekijöitä korostaen niiden korkeaa resoluutiota, monipuolisuutta ja minimaalista invasiivisuutta samalla, kun käsitellään olemassa olevia ongelmia ja tarjotaan ratkaisuja.
Puettavat anturit tarjoavat mullistavan lähestymistavan kasvien fenotyypitykseen, ylittäen perinteisten kosketuksettomien menetelmien, kuten optisen kuvantamisen, rajoitukset. Ne tarjoavat korkean spatiaalisen resoluution, monipuolisuuden ja minimaalisen invasiivisuuden, mikä mahdollistaa erilaisten kasvien fenotyyppien, kuten venymän, lehtien lämpötilan, nesteytyksen, biopotentiaalin ja stressivasteiden, mittaamisen.
Innovatiiviset teknologiat, kuten venyvät venymäanturit ja joustavat elektrodianturit, mukautuvat kasvien kasvuun ja morfologiaan, mikä helpottaa reaaliaikaista in situ -seurantaa.
Toisin kuin optinen kuvantaminen, puettavat anturit ovat vähemmän alttiita ympäristötekijöille ja voivat tarjota tarkempaa tietoa. Lehtien lämpötilan ja kosteuden seurannassa puettavat anturit käyttävät langatonta yhteyttä ja edistyneitä materiaaleja luotettavien ja tarkkojen mittausten tarjoamiseksi.
Joustavilla elektrodeilla varustetut anturit tarjoavat edistysaskeleita biopotentiaalien mittaamisessa, kasvien vaurioiden minimoimisessa ja jatkuvan valvonnan mahdollistamisessa. Stressivasteiden havaitsemista voidaan parantaa käyttämällä antureita, jotka seuraavat taudin tai ympäristöstressin, kuten ultraviolettisäteilyn ja otsonialtistuksen, varhaisia merkkejä.
Puettavat anturit ovat myös erinomaisia ympäristön seurannassa, sillä ne arvioivat tekijöitä, kuten ilman lämpötilaa, kosteutta, valoa ja torjunta-aineiden esiintymistä. Kevyillä ja joustavilla alustoilla olevat multimodaaliset anturit keräävät reaaliaikaista tietoa, joka on ratkaisevan tärkeää kasvien kasvuun vaikuttavien mikroympäristöjen ymmärtämiseksi.
Vaikka puettavat anturit ovat lupaavia kasvien fenotyypityksen kannalta, niillä on myös haasteita, kuten kasvien kasvun häiriintyminen, heikot sidosrajapinnat, rajalliset signaalityypit ja pieni seurannan peittoalue. Ratkaisuihin kuuluvat kevyet, pehmeät, joustavat ja läpinäkyvät materiaalit sekä edistyneet sidostekniikat ja useiden mittaustilojen integrointi.
Puettavan anturiteknologian kehittyessä sen odotetaan olevan keskeisessä roolissa kasvien fenotyypityksen nopeuttamisessa, mikä tarjoaa paremman käsityksen kasvien ja ympäristön vuorovaikutuksista.
Julkaisun aika: 24.7.2024