يبتكر الباحثون أجهزة استشعار قابلة للتحلل البيولوجي لقياس ونقل بيانات رطوبة التربة لاسلكياً، والتي إذا تم تطويرها بشكل أكبر، يمكن أن تساعد في إطعام سكان الكوكب المتزايدين مع تقليل استخدام موارد الأراضي الزراعية.
صورة: نظام استشعار مقترح. أ) نظرة عامة على نظام الاستشعار المقترح المزود بجهاز استشعار قابل للتحلل. ب) عند تزويد جهاز الاستشعار القابل للتحلل الموجود على التربة بالطاقة لاسلكيًا، يتم تنشيط سخان الجهاز. يُحدد موقع المستشعر بناءً على موقع النقطة الساخنة، وتتغير درجة حرارة السخان تبعًا لرطوبة التربة؛ لذلك، تُقاس رطوبة التربة بناءً على درجة حرارة النقطة الساخنة. ج) يُدفن جهاز الاستشعار القابل للتحلل في التربة بعد الاستخدام. ثم تُطلق مكونات الأسمدة الموجودة في قاعدة جهاز الاستشعار في التربة، مما يُحفز نمو المحاصيل. للمزيد من المعلومات.
نظام الاستشعار المقترح. أ) نظرة عامة على نظام الاستشعار المقترح المزود بجهاز استشعار قابل للتحلل. ب) عند تزويد جهاز الاستشعار القابل للتحلل الموجود على التربة بالطاقة لاسلكيًا، يتم تنشيط سخانه. يُحدد موقع المستشعر بناءً على موقع النقطة الساخنة، وتتغير درجة حرارة السخان تبعًا لرطوبة التربة؛ لذلك، تُقاس رطوبة التربة بناءً على درجة حرارة النقطة الساخنة. ج) يُدفن جهاز الاستشعار القابل للتحلل في التربة بعد الاستخدام. ثم تُطلق مكونات الأسمدة الموجودة في قاعدة جهاز الاستشعار في التربة، مما يُحفز نمو المحاصيل.
قابلة للتحلل الحيوي، وبالتالي يُمكن تركيبها بكثافة عالية. يُعد هذا العمل إنجازًا هامًا في معالجة العوائق التقنية المتبقية في الزراعة الدقيقة، مثل التخلص الآمن من معدات الاستشعار المستخدمة.
مع استمرار نمو سكان العالم، يُعدّ تحسين الغلات الزراعية وتقليل استخدام الأراضي والمياه أمرًا بالغ الأهمية. تهدف الزراعة الدقيقة إلى تلبية هذه الاحتياجات المتضاربة باستخدام شبكات الاستشعار لجمع المعلومات البيئية، بما يسمح بتخصيص الموارد للأراضي الزراعية بشكل مناسب عند الحاجة إليها وحيثما دعت الحاجة. يمكن للطائرات بدون طيار والأقمار الصناعية جمع معلومات وفيرة، لكنها ليست مثالية لتحديد رطوبة التربة ومستويات رطوبتها. لجمع البيانات على النحو الأمثل، يجب تركيب أجهزة قياس الرطوبة على الأرض بكثافة عالية. إذا لم يكن المستشعر قابلًا للتحلل الحيوي، فيجب جمعه في نهاية عمره الافتراضي، وهو أمر قد يتطلب جهدًا كبيرًا وغير عملي. يتمثل هدف العمل الحالي في تحقيق الوظائف الإلكترونية وقابلية التحلل الحيوي في تقنية واحدة.
وفي نهاية موسم الحصاد، يمكن دفن المستشعرات في التربة لتتحلل بيولوجيًا.
وقت النشر: ١٨ يناير ٢٠٢٤