植物不会听收音机。但是希腊的一队研究人员最近找到了一种方法,可以将柠檬变成微型“无线电台”,可以向智能手机广播有关其树木水分含量的信息——这是创建研究人员所谓的“植物互联网”的第一步。
科学家此前曾将传感器连接到树木上以测量其用水量,但“没有其他团队创建过植物之间的无线[无线电]网络,在仅消耗几微瓦功率且成本仅为几美元的情况下传输信息,”项目负责人、克里特岛技术大学电气与计算机工程教授阿格洛斯·布莱萨斯说。
该网络由几个基本组件组成:一个现有的调频广播电台、一个连接到树上生长的柠檬的天线、一个柠檬中的湿度传感器、一个连接到天线的晶体管和一个调频接收器(例如智能手机上常见的那种)。首先,天线接收来自调频电台的环境信号。然后,天线将信号传递给晶体管,晶体管由湿度传感器调制。传感器根据植物的湿度水平以一定的速率打开和关闭晶体管:如果土壤潮湿或大气潮湿,则该速率较低;如果干燥,则速率较高。最后,天线将此信息广播到手机上的无线电接收器。
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通过这种方式,植物可以告诉农民它们是否缺水。“我们可以真正‘倾听’植物的水分,使用我们的移动调频收音机和一个 3 欧元[3.40 美元]的传感器,”布莱萨斯说。“在任何给定的农场,每英亩使用两个这样的传感器可能会改变我们[进行]农业和‘理解’植物的方式。” 他指出,可能需要更多传感器才能获得最佳效果,特别是如果田地倾斜且无法均匀浇水。研究人员表示,这种实时信息可以更好地控制空气和土壤湿度,并可能减少农药的使用并优化施肥。
为什么要费这么大周折,而不直接使用已经很常见的无线技术,例如蓝牙呢? “我们的技术不仅不那么复杂,因为我们只是借用环境中的环境信号,”布莱萨斯说,“而且‘基于蓝牙的传感器成本约为 22 欧元[25 美元]。我们的最终目标是将传感器的上市成本降至 1 美元以下。”
其他人也赞扬了这个想法。“布莱萨斯和他的团队正在使用非常简单的硬件和令人惊讶的少量电力来革新环境传感,”德克萨斯大学奥斯汀分校电气与计算机工程副教授亚历山德罗斯·迪马基斯说,他没有参与这项研究。“他们的工作可能是农业和环境监测领域具有变革意义的物联网技术。”
布莱萨斯和他的同事已经在美国为其创新技术申请了专利。