Skynjarar sem hægt er að bera á sér: Ný gagnasöfnunartól fyrir svipgerðargreiningu plantna

Til að takast á við aukna eftirspurn eftir matvælum í heiminum er þörf á að bæta uppskeru með skilvirkri svipgerðargreiningu. Svipgerðargreining byggð á sjónrænum myndum hefur gert verulegar framfarir í plönturæktun og ræktunarstjórnun mögulegar, en stendur frammi fyrir takmörkunum hvað varðar rúmfræðilega upplausn og nákvæmni vegna snertilausrar aðferðar.
Beranlegir skynjarar sem nota snertimælingar bjóða upp á efnilegan valkost fyrir staðbundna eftirlit með svipgerð plantna og umhverfi þeirra. Þrátt fyrir snemma framfarir í eftirliti með vexti plantna og örloftslagi, er fullur möguleiki beranlegra skynjara til svipgerðargreiningar plantna enn að mestu ónýttur.
Í júlí 2023 birti Plant Phenomics yfirlitsgrein undir yfirskriftinni „Wearable Sensors: New Data Collection Tools for Plant Phenotyping.“ Tilgangur þessarar greinar er að kanna getu klæðanlegra skynjara til að fylgjast með ýmsum þáttum plantna og umhverfisins, með áherslu á mikla upplausn þeirra, fjölhæfni og lágmarks ífarandi áhrif, en jafnframt að taka á núverandi vandamálum og bjóða upp á lausnir.
Skynjarar sem hægt er að bera á sér bjóða upp á byltingarkennda nálgun á svipgerðargreiningu plantna og yfirstíga takmarkanir hefðbundinna snertilausra aðferða eins og sjónrænnar myndgreiningar. Þeir bjóða upp á mikla upplausn í rúmfræði, fjölhæfni og lágmarks ífarandi eiginleika, sem gerir kleift að mæla ýmsar svipgerðir plantna eins og lengingu, blaðhita, rakastig, líffræðilegan möguleika og streituviðbrögð.
Nýstárleg tækni eins og teygjanlegir álagsmælir og sveigjanlegir rafskautsskynjarar aðlagast vexti og formgerð plantna og auðvelda rauntíma eftirlit á staðnum.
Ólíkt sjónrænum myndgreiningum eru skynjarar sem hægt er að bera á sér minna viðkvæmir fyrir umhverfisþáttum og geta veitt nákvæmari gögn. Þegar hitastig og raki í laufblöðum er fylgst með nota skynjarar sem hægt er að bera á sér þráðlausa tengingu og háþróuð efni til að veita áreiðanlegar og nákvæmar mælingar.
Skynjarar með sveigjanlegum rafskautum veita framfarir í mælingum á líffræðilegum möguleikum, lágmarka skemmdir á plöntum og veita stöðuga vöktun. Hægt er að bæta greiningu á streituviðbrögðum með því að nota skynjara sem fylgjast með snemmbúnum einkennum sjúkdóma eða umhverfisálags, svo sem útfjólubláum geislum og ósoni.
Skynjarar sem hægt er að bera eru einnig framúrskarandi við umhverfisvöktun og meta þætti eins og lofthita, rakastig, ljós og nærveru skordýraeiturs. Fjölnota skynjarar á léttum, teygjanlegum pöllum safna rauntímagögnum sem eru mikilvæg til að skilja örumhverfið sem hefur áhrif á vöxt plantna.
Þó að skynjarar sem hægt er að bera á sér loforð um svipgerðargreiningu plantna, þá standa þeir einnig frammi fyrir áskorunum eins og truflunum á vexti plantna, veikum bindiviðmótum, takmörkuðum merkjategundum og litlu eftirlitssvæði. Lausnirnar fela í sér létt, mjúk, teygjanleg og gegnsæ efni, svo og háþróaða límingatækni og samþættingu margra mælistillinga.
Þar sem tækni í notkun skynjara með klæðanlegum eiginleikum heldur áfram að þróast er búist við að hún muni gegna lykilhlutverki í að flýta fyrir svipgerðargreiningu plantna og veita meiri innsýn í samspil plantna og umhverfis.