Để đáp ứng nhu cầu lương thực toàn cầu ngày càng tăng, cần phải cải thiện năng suất cây trồng thông qua phân tích kiểu hình hiệu quả. Phân tích kiểu hình dựa trên hình ảnh quang học đã mang lại những tiến bộ đáng kể trong chọn tạo giống cây trồng và quản lý cây trồng, nhưng vẫn gặp phải những hạn chế về độ phân giải không gian và độ chính xác do phương pháp tiếp cận không tiếp xúc.
Cảm biến đeo sử dụng phép đo tiếp xúc mang đến một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho việc theo dõi tại chỗ các kiểu hình thực vật và môi trường của chúng. Mặc dù đã có những tiến bộ ban đầu trong việc theo dõi sinh trưởng và vi khí hậu của thực vật, tiềm năng đầy đủ của cảm biến đeo trong việc phân tích kiểu hình thực vật vẫn chưa được khai thác triệt để.
Vào tháng 7 năm 2023, Plant Phenomics đã xuất bản một bài đánh giá có tiêu đề “Cảm biến đeo được: Công cụ thu thập dữ liệu mới để phân tích kiểu hình thực vật”. Mục đích của bài báo này là khám phá khả năng của các cảm biến đeo được trong việc theo dõi các yếu tố khác nhau của thực vật và môi trường, làm nổi bật độ phân giải cao, tính linh hoạt và khả năng xâm lấn tối thiểu của chúng, đồng thời giải quyết các vấn đề hiện có và đưa ra giải pháp.
Cảm biến đeo được mang đến một phương pháp tiếp cận mang tính cách mạng trong việc phân tích kiểu hình thực vật, khắc phục những hạn chế của các phương pháp không tiếp xúc truyền thống như chụp ảnh quang học. Chúng có độ phân giải không gian cao, tính linh hoạt và ít xâm lấn, cho phép đo lường nhiều kiểu hình thực vật khác nhau như độ dài lá, nhiệt độ lá, độ ẩm, tiềm năng sinh học và phản ứng với stress.
Các công nghệ tiên tiến như máy đo ứng suất có thể kéo giãn và cảm biến điện cực linh hoạt thích ứng với sự phát triển và hình thái của cây trồng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc theo dõi tại chỗ theo thời gian thực.
Không giống như hình ảnh quang học, cảm biến đeo được ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường hơn và có thể cung cấp dữ liệu chính xác hơn. Khi theo dõi nhiệt độ và độ ẩm của lá, cảm biến đeo được sử dụng kết nối không dây và vật liệu tiên tiến để cung cấp các phép đo đáng tin cậy và chính xác.
Cảm biến với điện cực linh hoạt mang lại những tiến bộ trong việc đo lường tiềm năng sinh học, giảm thiểu thiệt hại cho cây trồng và cung cấp khả năng giám sát liên tục. Việc phát hiện các phản ứng căng thẳng có thể được cải thiện bằng cách sử dụng các cảm biến theo dõi các dấu hiệu sớm của bệnh hoặc căng thẳng môi trường, chẳng hạn như bức xạ cực tím và phơi nhiễm ozone.
Cảm biến đeo được cũng rất hiệu quả trong việc giám sát môi trường, đánh giá các yếu tố như nhiệt độ không khí, độ ẩm, ánh sáng và sự hiện diện của thuốc trừ sâu. Cảm biến đa phương thức trên nền tảng nhẹ, co giãn thu thập dữ liệu thời gian thực, rất quan trọng để hiểu các vi môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng.
Mặc dù cảm biến đeo được hứa hẹn rất nhiều trong việc phân tích kiểu hình thực vật, chúng cũng phải đối mặt với những thách thức như ảnh hưởng đến sự phát triển của cây, giao diện liên kết yếu, loại tín hiệu hạn chế và phạm vi giám sát hạn chế. Các giải pháp bao gồm vật liệu nhẹ, mềm, co giãn và trong suốt, cũng như công nghệ liên kết tiên tiến và tích hợp nhiều chế độ đo.
Khi công nghệ cảm biến đeo được tiếp tục phát triển, nó được kỳ vọng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đẩy nhanh quá trình phân tích kiểu hình thực vật, cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về tương tác giữa thực vật và môi trường.
Thời gian đăng: 24-07-2024