Исследователи разрабатывают биоразлагаемые датчики для измерения и беспроводной передачи данных о влажности почвы, которые, в случае дальнейшего развития, могли бы помочь прокормить растущее население планеты, минимизируя при этом использование сельскохозяйственных земель.
Изображение: Предлагаемая сенсорная система. а) Общий вид предлагаемой сенсорной системы с разлагаемым сенсорным устройством. б) При беспроводной подаче питания на разлагаемое сенсорное устройство, расположенное в почве, активируется нагреватель устройства. Местоположение датчика определяется местоположением горячей точки, а температура нагревателя изменяется в зависимости от влажности почвы; следовательно, влажность почвы измеряется на основе температуры горячей точки. в) После использования разлагаемое сенсорное устройство закапывается в почву. Затем компоненты удобрения, находящиеся у основания сенсорного устройства, высвобождаются в почву, стимулируя рост растений.
Предлагаемая сенсорная система. а) Общий вид предлагаемой сенсорной системы с разлагаемым сенсорным устройством. б) При беспроводной подаче питания на разлагаемое сенсорное устройство, расположенное в почве, активируется нагреватель устройства. Местоположение датчика определяется местоположением горячей точки, а температура нагревателя изменяется в зависимости от влажности почвы; следовательно, влажность почвы измеряется на основе температуры горячей точки. в) После использования разлагаемое сенсорное устройство закапывается в почву. Затем компоненты удобрения, находящиеся у основания сенсорного устройства, высвобождаются в почву, стимулируя рост растений.
Биоразлагаемый материал позволяет устанавливать датчики с высокой плотностью. Эта работа является важной вехой в решении оставшихся технических проблем в точном земледелии, таких как безопасная утилизация использованного сенсорного оборудования.
По мере роста мирового населения оптимизация урожайности сельскохозяйственных культур и минимизация использования земли и воды приобретают первостепенное значение. Точное земледелие направлено на решение этих противоречивых задач путем использования сетей датчиков для сбора информации об окружающей среде, чтобы ресурсы могли быть надлежащим образом распределены на сельскохозяйственные угодья тогда и там, где они необходимы. Дроны и спутники могут собирать большой объем информации, но они не идеально подходят для определения влажности почвы и уровня влажности. Для оптимального сбора данных устройства для измерения влажности следует устанавливать на земле с высокой плотностью. Если датчик не является биоразлагаемым, его необходимо собирать по истечении срока службы, что может быть трудоемким и непрактичным процессом. Целью данной работы является достижение электронной функциональности и биоразлагаемости в одной технологии.
В конце сезона сбора урожая датчики можно закопать в почву для биоразложения.
Дата публикации: 18 января 2024 г.