Sensor Boleh Pakai: Alat Pengumpulan Data Baharu untuk Fenotip Tumbuhan

Bagi menampung peningkatan permintaan makanan global, terdapat keperluan untuk meningkatkan hasil tanaman melalui fenotip yang cekap. Fenotip berasaskan imej optik telah membolehkan kemajuan yang ketara dalam pembiakan tumbuhan dan pengurusan tanaman, tetapi menghadapi batasan dalam resolusi dan ketepatan ruang disebabkan oleh pendekatan tanpa sentuhannya.
Sensor boleh pakai menggunakan ukuran sentuhan menawarkan alternatif yang menjanjikan untuk pemantauan in situ fenotip tumbuhan dan persekitarannya. Walaupun terdapat kemajuan awal dalam pertumbuhan tumbuhan dan pemantauan mikroiklim, potensi penuh sensor boleh pakai untuk fenotip tumbuhan masih belum diterokai.
Pada Julai 2023, Plant Phenomics menerbitkan artikel ulasan bertajuk “Sensor Boleh Pakai: Alat Pengumpulan Data Baharu untuk Fenotip Tumbuhan.” Tujuan kertas kerja ini adalah untuk meneroka keupayaan sensor boleh pakai untuk memantau pelbagai faktor tumbuhan dan persekitaran, menonjolkan resolusi tinggi, fleksibiliti dan invasif minimumnya, sambil menangani masalah sedia ada dan menyediakan penyelesaian.
Sensor boleh pakai menawarkan pendekatan revolusioner untuk fenotip tumbuhan, mengatasi batasan kaedah bukan sentuhan tradisional seperti pengimejan optik. Ia menawarkan resolusi spatial yang tinggi, fleksibiliti dan invasif yang minimum, membolehkan pengukuran pelbagai fenotip tumbuhan seperti pemanjangan, suhu daun, penghidratan, biopotensi dan tindak balas tekanan.
Teknologi inovatif seperti tolok terikan boleh regang dan sensor elektrod fleksibel menyesuaikan diri dengan pertumbuhan dan morfologi tumbuhan, memudahkan pemantauan in-situ masa nyata.
Tidak seperti pengimejan optik, sensor yang boleh dipakai kurang terdedah kepada faktor persekitaran dan boleh memberikan data yang lebih tepat. Apabila memantau suhu dan kelembapan daun, sensor yang boleh dipakai menggunakan sambungan tanpa wayar dan bahan canggih untuk memberikan pengukuran yang andal dan tepat.
Sensor dengan elektrod fleksibel memberikan kemajuan dalam mengukur biopotensi, meminimumkan kerosakan tumbuhan dan menyediakan pemantauan berterusan. Pengesanan tindak balas tekanan boleh diperbaiki dengan menggunakan sensor yang memantau tanda-tanda awal penyakit atau tekanan persekitaran, seperti sinaran ultraungu dan pendedahan ozon.
Sensor boleh pakai juga cemerlang dalam pemantauan alam sekitar, menilai faktor seperti suhu udara, kelembapan, cahaya dan kehadiran racun perosak. Sensor multimodal pada platform ringan dan boleh diregangkan mengumpul data masa nyata yang penting untuk memahami persekitaran mikro yang mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan.
Walaupun sensor yang boleh dipakai mempunyai potensi yang besar untuk fenotip tumbuhan, ia juga menghadapi cabaran seperti gangguan terhadap pertumbuhan tumbuhan, antara muka pengikatan yang lemah, jenis isyarat yang terhad dan liputan pemantauan yang kecil. Penyelesaiannya termasuk bahan yang ringan, lembut, boleh diregangkan dan lutsinar, serta teknologi pengikatan canggih dan penyepaduan pelbagai mod pengukuran.
Memandangkan teknologi sensor boleh pakai terus maju, ia dijangka memainkan peranan penting dalam mempercepatkan fenotip tumbuhan, memberikan wawasan yang lebih mendalam tentang interaksi tumbuhan-persekitaran.