谷歌眼镜仔细观察植物健康状况

可穿戴相机是更快测量叶片中叶绿素的方法

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美国科学家们研制出了一种独特的设备,通过 改造谷歌眼镜来测量叶片的叶绿素浓度

艾多安·奥兹坎 及其在加州大学的研究小组热衷于通过创新的光子方法创造新技术,并且非常熟悉可穿戴技术在科学研究中的可能性。叶绿素浓度是监测植物健康的便捷指标,奥兹坎团队设计的系统将谷歌眼镜与定制的叶片夹具和定制软件相结合,以实现这一目标。

通过将叶片放入手持式3D打印叶片夹具中,并用红色和白色LED照明,该系统利用了叶绿素在可见光谱绿色部分中的低光吸收特性。谷歌眼镜通过由“Okay Glass, image a leaf”语音命令启动的软件对叶片进行成像,该命令被发送到远程服务器以处理结果。在不到10秒的时间内,估计的叶绿素含量结果随后被发送回眼镜以供查看。“在加州大学洛杉矶分校校园进行实验是一次有趣的经历,”奥兹坎解释说,“戴着谷歌眼镜吸引了所有人的注意。”


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目前,测量叶绿素浓度的黄金标准方法涉及化学提取,这种方法具有破坏性、复杂且耗时。便携式叶绿素计作为一种非破坏性替代方案确实存在。最可靠的仪表是 SPAD-502,它分析叶片在 650–940nm 范围内的光吸收率。然而,这种方法需要对单片叶片进行多次测量,因为每次测量都是在一个小面积 (6mm2) 上进行的,以估计叶绿素水平的总体估计值。

奥兹坎的基于谷歌眼镜的解决方案比市场上的其他系统具有许多优势。它可以记录 5cm2 圆形区域的测量值,并可容纳高达 12GB 的数据,这相当于数千次测试,并且由于谷歌眼镜的云连接,这些数据被传输到网络上可用的数据库。谷歌眼镜的主要优势在于它还可以提供测量值的 GPS 信息——奥兹坎认为这将有利于跟踪结果和以后的比较。

宾夕法尼亚州立大学的生物医学工程师 托尼·黄对这款新型眼镜的速度和准确性印象深刻,并评论说它“在农业和环境应用方面具有巨大的潜力”。

本文经 化学世界 许可转载。该文章于 2015 年 2 月 20 日首次发表

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