นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังพืช

ทีมงาน NTU พัฒนาอุปกรณ์สื่อสารในโรงงานโดยติดอิเล็กโทรดที่เหมาะสม (ชิ้นส่วนของ

วัสดุนำไฟฟ้า) ไปยังพื้นผิวพืช - กาบหอยแครง - ด้วยความช่วยเหลือของกาวไฮโดรเจลที่อ่อนนุ่มและเหนียว สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์บรรลุเป้าหมายสองประการ ได้แก่ จับสัญญาณไฟฟ้าเพื่อติดตามการตอบสนองของพืชต่อสิ่งแวดล้อม และส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังโรงงานเพื่อ “ปิด” เป็นต้น

นักวิทยาศาสตร์รู้มานานหลายทศวรรษแล้วว่าพืชปล่อยออกมาสัญญาณไฟฟ้าเพื่อรับรู้และตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม ทีมวิจัยของ NTU เชื่อว่าการพัฒนาความสามารถในการวัดสัญญาณไฟฟ้าในโรงงานจะเปิดประตูสู่การใช้งานที่มีประโยชน์มากมาย ตัวอย่างเช่น คุณสามารถสร้างหุ่นยนต์ตามพืช -  พวกเขาจะช่วยคุณรวบรวมสิ่งของที่เปราะบาง นอกจากนี้ การจับและส่งสัญญาณไฟฟ้าจากพืชและด้านหลังจะช่วยปรับปรุงความมั่นคงทางอาหารด้วยการตรวจหาโรคในพืชผลระยะแรก

ปัญหาคือสัญญาณไฟฟ้าพืชอ่อนแอมากและสามารถตรวจจับได้เมื่ออิเล็กโทรดสัมผัสกับพื้นผิวพืชอย่างดีเท่านั้น พื้นผิวที่หยาบ เหนียว และไม่สม่ำเสมอของพืชทำให้ยากต่อการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบฟิล์มบาง และรับประกันการส่งสัญญาณที่เชื่อถือได้

ด้วยความช่วยเหลือของเทอร์โมเจลซึ่งค่อยๆเปลี่ยนจากของเหลวเป็นเจลยืดได้ที่อุณหภูมิห้องอุปกรณ์ยึดเกาะติดกับพืชที่มีพื้นผิวต่างกันได้ง่าย นอกจากนี้เจลดังกล่าวยังให้การตรวจจับสัญญาณคุณภาพสูงแม้ว่าพืชจะเคลื่อนที่และเติบโตขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมก็ตาม

นอกจากนี้ทีมงาน NTU ได้ใช้หลักการคลื่นไฟฟ้าหัวใจ (ECG) วิธีการทดสอบนี้ใช้เพื่อตรวจหาความผิดปกติของหัวใจโดยการวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าที่เกิดจากอวัยวะ

เพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิดนักวิทยาศาสตร์จึงใช้อุปกรณ์สื่อสารพืชของพวกเขาและติดไว้กับพื้นผิวของกาบหอยแครง - พืชที่กินสัตว์อื่นที่มีกลีบใบมีขนซึ่งเมื่อถูกกระตุ้นให้เข้าใกล้แมลง

อุปกรณ์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. และไม่เป็นอันตรายกับพืช สิ่งนี้ไม่ส่งผลต่อความสามารถในการสังเคราะห์แสงของพืชเมื่อตรวจพบสัญญาณไฟฟ้าจากพืชได้สำเร็จ ด้วยการใช้สมาร์ทโฟนเพื่อส่งแรงกระตุ้นไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์ด้วยความถี่ที่เฉพาะเจาะจงทีมบังคับให้กาบหอยแครงปิดตัวลงตามความต้องการใน 1.3 วินาที

นักวิจัยยังติดต้นไม้ไว้กับแขนหุ่นยนต์และด้วยการใช้สมาร์ทโฟนและอุปกรณ์สื่อสารกระตุ้นให้ใบไม้ปิดและหยิบลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางครึ่งมิลลิเมตร

ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์เนเจอร์อิเล็กทรอนิคส์ในเดือนมกราคม แสดงโอกาสสำหรับอนาคตการออกแบบระบบเทคโนโลยีจากพืช วิธีการดังกล่าวอาจนำไปสู่อุปกรณ์จับยึดแบบหุ่นยนต์ที่มีความไวมากขึ้นในการจับวัตถุที่เปราะบางซึ่งอาจได้รับความเสียหายจากระบบที่เข้มงวดที่มีอยู่

อ่านเพิ่มเติม

ดาวมฤตยูได้รับสถานะของดาวเคราะห์ที่แปลกประหลาดที่สุดในระบบสุริยะ ทำไม?

มนุษย์สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำมากได้แม้ไม่มีแหล่งความร้อน

นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?