转载:本文来自微信公众号“机器人大讲堂”(ID:RoboSpeak),作者:Robospeak,转载经授权发布。
导读
南洋理工大学(NTU)开发一款能同植物交流电信号、让叶片收到手机信号能合起来嘅装置。该装置能快速反应植物情况,促进农业生产,同植物“对话”嘅理想将成为现实。
植物都可以“联网”?科幻小说都唔会咁写,唔过哩个使科学家做到!
由新加坡南洋理工大学(NTU)领导嘅一个科学家团队开发一种可以向植物发送电信号和从植物接收电信号嘅装备,为利用植物嘅新技术打开大门。团队嘅发现于今年刊登于国际知名科学期刊《自然》属下嘅《自然·电子学》(Nature Electronics)。
来源:ntu研究团队部分成员,左二为ChenXiaodong 教授,
研究团队以肉食植物捕蝇草(Venus flytrap plant)为主,历经四年研发出呢种植物“沟通”装置。装置可监测植物嘅健康状态,唔会伤害植物或影响植物嘅光合作用。哩个都系世界上首个研究捕蝇草信号嘅科学团队。
(用手机控制捕蝇草机器人)
捕蝇草,是自然界中少数嘅几种食肉植物之一,佢们嘅叶片上有多根触角,一旦有昆虫触碰到呢啲触角,叶片就会喺唔到一秒嘅时间里合拢,将小昆虫关喺其度,直到佢被叶片中嘅腺体分泌出来嘅消化液消化掉。有时连青蛙或小鸟等动物都会成为佢们嘅腹中物。
植物发出嘅信号好微弱,叶面毛茸茸又有蜡,一般嚟讲好难连接到能导电嘅电极上。而NTU团队则开发佢哋嘅植物“通信”设备,使用一种叫做水凝胶嘅柔软粘性粘合剂,喺捕蝇草植物表面附住一个贴合电极,从而实现导电。
功能展示,来源:NTU
相较于普通嘅水凝胶,新研发嘅热敏水凝胶粘性要高四五倍,可粘喺唔规则嘅植物表面。热敏水凝胶嘅可塑性也更佳,室温下能喺30秒内从水状液体变成可拉伸嘅固体,能轻易、紧密嘅附喺植物表面,唔仅信号接收能力提高2.5倍,仲可以轻易拆掉。
电极嘅直径仅为3毫米,对植物无害,唔影响植物进行光合作用嘅能力。有附住喺捕蝇草表面嘅电极,研究人员可以拾取电信号以监控植物对环境嘅反应,并将电信号传输到植物,使其关闭叶子。
喺实验度,研究团队将捕蝇草固定喺机械手臂上,成为一个植物机器人。接到信号后,植物机器人可夹起一条直径0.5毫米嘅铁丝。相较普通机械手臂,植物机器人能拾起更加脆弱、易碎嘅物品。团队也希望能设计仿真捕蝇草,完善这款植物机器人。
捕蝇草机器人捡起铂金属丝
捕蝇草机器人抓砝码
除此之外,研究团队也希望植物沟通装置能成为有生命嘅传感器。
植物对环境嘅变化十分敏感,如有污染,便可通过植物嘅电信号进行探测,成为环境探测器。这款装置也可提前探测植物异常,预防疾病,提高农业收成,确保粮食安全。
来源:nature
南洋理工大学材料科学同工程学院嘅陈晓东教授表示,“气候变化正喺威胁全世界嘅粮食安全。通过监测植物嘅电信号,可能能够检测到潜在求救信号和异常情况。用于农业,农民可以发现疾病何时发展。”
新加坡主要食品供应来源地,来源:早报
新加坡政府喺2019年推出“30·30”愿景,计划用10年时间逐步提高本国食品产量,减少食品进口依赖,并喺2030年让本地出产嘅农产品满足国人三成嘅营养需求。我哋也期待该研究成果喺实际农业生产中嘅应用。
已发表文章
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参考文献:
1. An on-demand plant-based actuatorcreatedusing conformable electrodes, nature electronics
2. NTU Singapore scientists developdevice to ‘communicate’ with plants using electrical signals, NTU media release
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