Une équipe de scientifiques dirigée par l’Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour) a développé un dispositif capable de fournir des signaux électriques vers et depuis les usines, ouvrant la porte à de nouvelles systems utilisant des plantes.
L’équipe NTU a développé son dispositif de ” conversation ” d’usine en fixant une électrode conformable (un morceau de matériau conducteur) sur la surface area d’une usine de piège à mouches Venus à l’aide d’un adhésif doux et collant appelé hydrogel. Avec l’électrode fixée à la surface area du piège à mouches, les chercheurs peuvent réaliser deux choses: capter des signaux électriques pour surveiller la réaction de la plante à son environnement et transmettre des signaux électriques à la plante, pour la faire fermer ses feuilles.
Les scientifiques savent depuis des décennies que les plantes émettent des signaux électriques pour détecter et réagir à leur environnement. L’équipe de recherche NTU pense que développer la capacité de mesurer les signaux électriques des plantes pourrait créer des opportunités pour une gamme d’applications utiles, telles que les robots à base de plantes qui peuvent aider à ramasser des objets fragiles ou à améliorer la sécurité alimentaire en détectant des maladies. dans les cultures au début.
Cependant, les signaux électriques des plantes sont très faibles et ne peuvent être détectés que lorsque l’électrode établit un bon contact avec les surfaces des plantes. Les surfaces velues, cireuses et irrégulières des plantes font qu’il est difficile pour tout appareil électronique à couche mince de se fixer et d’obtenir une transmission de sign fiable.
Pour surmonter ce défi, l’équipe NTU s’est inspirée de l’électrocardiogramme (ECG), qui permet de détecter les anomalies cardiaques en mesurant l’activité électrique générée par l’organe.
Transmission de signaux électriques pour créer un robot à la demande basé sur l’usine
Comme preuve de thought, les scientifiques ont pris leur dispositif de ” conversation ” de plantes et l’ont attaché à la surface d’un piège à mouches Vénus – une plante carnivore avec des lobes de feuilles velus qui se referment sur les insectes lorsqu’ils sont déclenchés.
L’appareil a un diamètre de 3 mm et est inoffensif pour la plante. Cela n’affecte pas la capacité de la plante à effectuer la photosynthèse tout en détectant avec succès les signaux électriques de la plante. Utilisant un smartphone pour transmettre des impulsions électriques à l’appareil à une fréquence spécifique, l’équipe a incité le piège à mouches Venus à fermer ses vantaux à la demande, en 1,3 seconde.
Les chercheurs ont également attaché le piège à mouches Vénus à un bras robotique et, grâce au smartphone et au dispositif de ” communication “, ont stimulé sa feuille pour qu’elle se ferme et ramasse un morceau de fil d’un demi-millimètre de diamètre.
Leurs résultats, publiés dans la revue scientifique Mother nature Electronics en janvier, démontrent les perspectives de la conception long run de systèmes technologiques à base de plantes, selon l’équipe de recherche. Leur approche pourrait conduire à la création de pinces robotisées additionally sensibles pour ramasser des objets fragiles qui pourraient être endommagés par ceux rigides actuels.
Prise de signaux électriques pour surveiller la surveillance de la santé des cultures
L’équipe de recherche envisage un avenir où les agriculteurs peuvent prendre des mesures préventives pour protéger leurs cultures, en utilisant le dispositif de «communication» des plantes qu’ils ont développé.
L’auteur principal de l’étude, Chen Xiaodong, professeur titulaire de la chaire du président en science et génie des matériaux à NTU Singapour, a déclaré : «Le changement climatique menace la sécurité alimentaire dans le monde entier. En surveillant les signaux électriques des plantes, nous pourrons peut-être détecter d’éventuels signaux de détresse. Lorsqu’ils sont utilisés à des fins agricoles, les agriculteurs peuvent savoir quand une maladie est en cours, avant même que des symptômes complets n’apparaissent sur les cultures, comme des feuilles jaunies. Cela peut nous donner l’occasion d’agir rapidement pour maximiser le rendement des cultures. la populace.”
Le professeur Chen, qui est également directeur du Centre innovant pour les dispositifs flexibles (iFLEX) à NTU, a ajouté que le développement du dispositif de ” conversation ” pour la surveillance des plantes illustre la vision NTU Good Campus qui vise à développer des methods technologiquement avancées pour un avenir resilient..
Amélioration de nouvelle génération : colle liquide avec une power adhésive moreover forte
Cherchant à améliorer les performances de leur dispositif de ” conversation ” d’usine, les scientifiques du NTU ont également collaboré avec des chercheurs de l’Institut de recherche et d’ingénierie des matériaux (IMRE), une unité de l’Agence de Singapour pour la science, la technologie et la recherche (A * STAR).
Les résultats de cette étude distincte, publiée dans la revue scientifique Superior Elements en mars, ont révélé qu’en utilisant un sort d’hydrogel appelé thermogel – qui se transforme progressivement de liquide en gel extensible à température ambiante – il est possible de fixer leur plante ” dispositif de communication vers une moreover grande variété de plantes (avec différentes textures de surface area) et obtenir une détection de signal de meilleure qualité, malgré le déplacement et la croissance des plantes en réponse à l’environnement.
Élaborant sur cette étude, le co-auteur principal, le professeur Chen Xiaodong, a déclaré : «Le matériau à foundation de thermogel se comporte comme l’eau à l’état liquide, ce qui signifie que la couche adhésive peut épouser la forme de la plante avant qu’elle ne se transforme en gel. Lors du take a look at sur les tiges velues du tournesol par exemple, cette version améliorée du dispositif de «communication» des plantes atteignait quatre à cinq fois la force adhésive de l’hydrogel commun et enregistrait des signaux significativement furthermore forts et moins de bruit de fond. ”
Le co-auteur principal de l’étude Innovative Products et directeur exécutif de l’IMRE, le professeur Loh Xian Jun, a déclaré : «Le dispositif peut désormais coller à in addition de kinds de surfaces végétales, et de manière plus sûre, marquant une étape importante dans le domaine des plantes. électrophysiologie. Cela ouvre de nouvelles opportunités pour les technologies à foundation de plantes. ”
À l’avenir, l’équipe NTU cherche à concevoir d’autres apps en utilisant la edition améliorée de leur dispositif de «communication» d’usine.
Vidéo : https://www.youtube.com/check out?v=uky40A2z-ws&t=1s