חיישנים לבישים: כלי איסוף נתונים חדשים לפנוטיפיזציה של צמחים

כדי להתמודד עם הביקוש העולמי הגובר למזון, יש צורך לשפר את יבולי היבולים באמצעות פנוטיפינג יעיל. פנוטיפינג מבוסס תמונה אופטית אפשר התקדמות משמעותית בטיפוח צמחים וניהול גידולים, אך מתמודד עם מגבלות ברזולוציה מרחבית ובדיוק עקב הגישה נטולת המגע שלו.
חיישנים לבישים המשתמשים במדידות מגע מציעים אלטרנטיבה מבטיחה לניטור באתר של פנוטיפים של צמחים וסביבתם. למרות ההתקדמות המוקדמת בניטור גידול צמחים ומיקרו-אקלים, הפוטנציאל המלא של חיישנים לבישים לפנוטיפיזציה של צמחים נותר ברובו בלתי מנוצל.
ביולי 2023, פרסם כתב העת Plant Phenomics מאמר סקירה שכותרתו "חיישנים לבישים: כלי איסוף נתונים חדשים לפנוטיפיזציה של צמחים". מטרת מאמר זה היא לבחון את יכולתם של חיישנים לבישים לנטר גורמים שונים בצמחים ובסביבה, תוך הדגשת הרזולוציה הגבוהה שלהם, הרבגוניות והפולשנות המינימלית שלהם, תוך התייחסות לבעיות קיימות ומתן פתרונות.
חיישנים לבישים מציעים גישה מהפכנית לפנוטיפיזציה של צמחים, ומתגברים על המגבלות של שיטות מסורתיות ללא מגע כגון הדמיה אופטית. הם מציעים רזולוציה מרחבית גבוהה, גמישות ופולשנות מינימלית, ומאפשרים מדידה של פנוטיפים שונים של צמחים כגון התארכות, טמפרטורת עלים, הידרציה, ביופוטנציאל ותגובות ללחץ.
טכנולוגיות חדשניות כגון מדי מאמץ נמתחים וחיישני אלקטרודה גמישים מסתגלים לגדילת הצמח ולמורפולוגיה שלו, ומאפשרים ניטור בזמן אמת באתר.
בניגוד להדמיה אופטית, חיישנים לבישים פחות רגישים לגורמים סביבתיים ויכולים לספק נתונים מדויקים יותר. בעת ניטור טמפרטורת ולחות עלים, חיישנים לבישים משתמשים בקישוריות אלחוטית ובחומרים מתקדמים כדי לספק מדידות אמינות ומדויקות.
חיישנים עם אלקטרודות גמישות מספקים התקדמות במדידת ביו-פוטנציאלים, מזעור נזקי צמחים ומספק ניטור רציף. ניתן לשפר את זיהוי תגובות הלחץ באמצעות חיישנים המנטרים סימנים מוקדמים של מחלות או לחץ סביבתי, כגון קרינה אולטרה סגולה וחשיפה לאוזון.
חיישנים לבישים מצטיינים גם בניטור סביבתי, בהערכת גורמים כמו טמפרטורת אוויר, לחות, אור ונוכחות חומרי הדברה. חיישנים רב-מודאליים על פלטפורמות קלות משקל וגמישות אוספים נתונים בזמן אמת החיוניים להבנת המיקרו-סביבות המשפיעות על צמיחת צמחים.
למרות שחיישנים לבישים טומנים בחובם פוטנציאל רב לפנוטיפיזציה של צמחים, הם גם מתמודדים עם אתגרים כגון הפרעה לגדילת צמחים, ממשקי קשירה חלשים, סוגי אותות מוגבלים וכיסוי ניטור קטן. הפתרונות כוללים חומרים קלים, רכים, גמישים ושקופים, כמו גם טכנולוגיות קשירה מתקדמות ושילוב של מצבי מדידה מרובים.
ככל שטכנולוגיית החיישנים הלבישים ממשיכה להתקדם, היא צפויה למלא תפקיד מפתח בהאצת הפנוטיפיזציה של צמחים, ותספק תובנה טובה יותר לגבי אינטראקציות בין צמח לסביבה.