随着气候变化和人口过剩问题日益严峻，提升农业生产力已成为当务之急。为了轻松判断植物的生长状况，东北大学的研究团队创新研发了一种安装在叶子上的传感器。这项小巧而强大的技术旨在助力农作物增产和资源高效管理，以应对不断增长的需求。
极端天气如热浪、暴雨和干旱给植物带来巨大压力，导致农作物减产，威胁着农场、森林及生物多样性的长远健康。尽管无人机和飞机等空中监测手段已在一定程度上改善了植物监测，但它们主要捕捉宏观信息，难以精准追踪植物随时间的变化。此外，小型传感器虽能捕捉个体植物层面的变化，但安装和维护却需大量现场人力。
“传统方法在某些方面效果不错，但操作复杂且成本高昂，”Kaori Kohzuma解释道，“为了持续监测细微变化，我们需要一种新方案。”
为解决这些问题，研究团队开发了一种新型传感器，可直接附于植物叶子下方。这款小型设备采用光谱传感器和光源，在不遮挡阳光的情况下测量叶子颜色，并能追踪同一位置随时间的变化。传感器由电池供电，具备Wi-Fi数据传输和防水功能，能在户外连续工作一个多月，从而延长数据收集时间。
“智能农业能极大节省时间，”宫本浩一郎说，“农民无法手动检查每一株植物。这款传感器能实时提供精确读数，帮助农民对植物承受高压力的区域做出快速响应。”
与商用光谱仪相比，该传感器在30种不同植物的约90片叶子上表现出色。它能准确区分8种可检测波长中的7种颜色，620nm的读数与商用叶绿素计高度一致。在对拟南芥突变体的进一步测试中，传感器在550nm处的读数变化与植物的应激反应相匹配，与常用的光化学反射指数（PRI）相符。
在一次户外试验中，研究团队将传感器安装在桦树叶上，以追踪秋季树叶变色过程。他们观察到叶绿素（植物压力的指标）减少，以及植物反应随阳光强度波动的变化。
Kohzuma总结道：“这款经济实惠的传感器是一种极具潜力的工具，通过叶子颜色和光反射数据精准监测植物健康与压力。由于成本低廉，可在不同位置放置多个传感器，形成可同时监测多个地点的网络。”
这种智能诊断技术为农业、森林健康研究等领域提供了有力支持。该传感器广泛应用于智能农业、森林监测及其他需要详细跟踪植物健康状况的场合。
