Πανεπιστήμιο Σιγκαπούρη: Συσκευή για «επικοινωνία» με φυτά με ηλεκτρικά σήματα

Πανεπιστήμιο Σιγκαπούρη: Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Nanyang της Σιγκαπούρης (NTU Singapore) έχει αναπτύξει μια συσκευή που μπορεί να παρέχει ηλεκτρικά σήματα από και προς τα εργοστάσια, ανοίγοντας την πόρτα σε νέες τεχνολογίες που κάνουν χρήση των φυτών. Η ομάδα του NTU ανέπτυξε τη συσκευή «επικοινωνίας» της εγκατάστασής της συνδέοντας ένα διαμορφώσιμο ηλεκτρόδιο (ένα κομμάτι αγώγιμου υλικού) στην επιφάνεια ενός φυτού παγίδας Venus χρησιμοποιώντας μια μαλακή και κολλώδη κόλλα γνωστή ως υδρογέλη.

Με το ηλεκτρόδιο συνδεδεμένο στην επιφάνεια της παγίδας, οι ερευνητές μπορούν να επιτύχουν δύο πράγματα: να πάρουν ηλεκτρικά σήματα για να παρακολουθήσουν τον τρόπο με τον οποίο το εργοστάσιο ανταποκρίνεται στο περιβάλλον του και να μεταδώσει ηλεκτρικά σήματα στο φυτό, ώστε να κλείσει τα φύλλα του. Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και δεκαετίες ότι τα φυτά εκπέμπουν ηλεκτρικά σήματα για να αισθάνονται και να ανταποκρίνονται στο περιβάλλον τους.

Η ερευνητική ομάδα του NTU πιστεύει ότι η ανάπτυξη της ικανότητας μέτρησης των ηλεκτρικών σημάτων των φυτών θα μπορούσε να δημιουργήσει ευκαιρίες για μια σειρά χρήσιμων εφαρμογών, όπως ρομπότ με βάση τα φυτά που μπορούν να βοηθήσουν στην παραλαβή εύθραυστων αντικειμένων ή να βοηθήσουν στην ενίσχυση της επισιτιστικής ασφάλειας εντοπίζοντας ασθένειες στις καλλιέργειες νωρίς.

Ωστόσο, τα ηλεκτρικά σήματα των εγκαταστάσεων είναι πολύ αδύναμα και μπορούν να ανιχνευθούν μόνο όταν το ηλεκτρόδιο κάνει καλή επαφή με τις επιφάνειες των εγκαταστάσεων. Οι τριχωτές, κηρώδεις και ακανόνιστες επιφάνειες των φυτών δυσκολεύουν κάθε ηλεκτρονική συσκευή λεπτής μεμβράνης να συνδέεται και να επιτυγχάνει αξιόπιστη μετάδοση σήματος. Για να ξεπεραστεί αυτή η πρόκληση, η ομάδα του NTU εμπνεύστηκε από το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ECG), τα οποία χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση καρδιακών ανωμαλιών μετρώντας την ηλεκτρική δραστηριότητα που παράγεται από το όργανο.

Μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων για τη δημιουργία ενός ρομπότ με βάση την εγκατάσταση

Ως απόδειξη της έννοιας, οι επιστήμονες πήραν τη συσκευή «επικοινωνίας» του φυτού τους και την τοποθέτησαν στην επιφάνεια μιας παγίδας Venus – ένα σαρκοφάγο φυτό με τριχωτούς λοβούς φύλλων που κλείνουν πάνω από έντομα όταν ενεργοποιούνται. Η συσκευή έχει διάμετρο 3 mm και είναι ακίνδυνη για την εγκατάσταση. Δεν επηρεάζει την ικανότητα της εγκατάστασης να εκτελεί φωτοσύνθεση ενώ ταυτόχρονα ανιχνεύει με επιτυχία ηλεκτρικά σήματα από την εγκατάσταση.

Χρησιμοποιώντας ένα smartphone για τη μετάδοση ηλεκτρικών παλμών στη συσκευή σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, η ομάδα επέτρεψε την Παγίδα της Αφροδίτης για να κλείσει τα φύλλα της κατά παραγγελία, σε 1,3 δευτερόλεπτα. Οι ερευνητές προσάρμοσαν επίσης την Παγίδα της Αφροδίτης σε ένα ρομποτικό βραχίονα και, μέσω του smartphone και της συσκευής «επικοινωνίας», διέτρεψαν το φύλλο της να κλείσει και να πάρει ένα κομμάτι σύρμα διαμέτρου μισού χιλιοστού. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Nature Electronics τον Ιανουάριο, καταδεικνύουν τις προοπτικές για τον μελλοντικό σχεδιασμό τεχνολογικών συστημάτων με βάση τα φυτά, λέει η ερευνητική ομάδα. Η προσέγγισή της θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία πιο ευαίσθητων ρομπότ για τη συλλογή εύθραυστων αντικειμένων που ενδέχεται να βλάψουν τα τρέχοντα άκαμπτα.

ΠΗΓΗ

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Please enter your comment!
Please enter your name here