Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách truyền tín hiệu đến và đi từ thực vật, cho phép theo dõi phản ứng và kích hoạt chuyển động của chúng.
Thực vật phát ra tín hiệu điện để cảm nhận và phản ứng với môi trường xung quanh. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Nanyang (NTU) của Singapore tin rằng việc phát triển khả năng truyền và thu tín hiệu này có thể mở ra một loạt các ứng dụng hữu ích, chẳng hạn như phát triển robot dựa trên thực vật để nhặt các vật thể dễ vỡ, hoặc tăng cường an ninh lương thực bằng cách phát hiện sớm dịch bệnh trên cây trồng.
Tuy nhiên, tín hiệu điện của thực vật rất yếu và chỉ có thể phát hiện được bằng điện cực tiếp xúc cực tốt. Đây là thách thức với bất kỳ thiết bị điện tử màng mỏng nào bởi bề mặt không đều và nhiều lông của thực vật cản trở điện cực tiếp xúc và đạt được khả năng truyền tín hiệu ổn định.
Để vượt qua thử thách này, nhóm nghiên cứu từ NTU đã phát triển một điện cực dạng gel đặc biệt có khả năng kết dính tốt với bề mặt của cây, đồng thời sử dụng phương pháp lấy cảm hứng từ điện tâm đồ để truyền và thu tín hiệu một cách hiệu quả.
Thiết bị giao tiếp với thực vật do NTU phát triển. Video: NTU.
Trong thí nghiệm, các nhà khoa học đã gắn thiết bị giao tiếp với thực vật của họ vào bề mặt của một cây bắt ruồi Venus – loài thực vật ăn thịt với các “bẫy lá” đầy lông có thể đóng lại khi được kích hoạt.
Thiết bị có đường kính 3 mm và vô hại đối với cây trồng. Nó không ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của cây trong khi có thể phát hiện các tín hiệu điện yếu phát ra từ thực vật. Sử dụng điện thoại thông minh để truyền xung điện tới thiết bị ở một tần số cụ thể, nhóm nghiên cứu đã kích hoạt thành công chuyển động của bẫy lá, khiến chúng đóng lại theo yêu cầu trong 1,3 giây.
Các nhà nghiên cứu cũng thử cắt rời lá của cây bắt ruồi và gắn vào một cánh tay robot, sau đó gửi tín hiệu đến nó bằng thiết bị giao tiếp. Kết quả cho thấy bẫy lá vẫn đóng lại và thậm chí còn có thể nhặt một đoạn dây có đường kính chỉ nửa milimet.
Công trình nghiên cứu, được công bố trên tạp chí khoa học Nature Electronics, đã chứng minh triển vọng của các thiết kế công nghệ dựa trên thực vật. Nhóm nghiên cứu đã hình dung ra một tương lai nơi nông dân có thể bảo vệ và tăng năng suất cây trồng bằng cách sử dụng thiết bị giao tiếp với thực vật mà họ tạo ra.
“Biến đổi khí hậu đang đe dọa an ninh lương thực toàn cầu. Bằng cách theo dõi tín hiệu điện của thực vật, chúng ta có thể phát hiện sớm các bất thường có thể xảy ra. Nếu được sử dụng cho mục đích nông nghiệp, nông dân có thể phát hiện bệnh đang tiến triển, ngay trước khi các triệu chứng xuất hiện trên cây trồng, chẳng hạn như lá vàng úa. Điều này có thể giúp tối đa hóa năng suất của cây”, Giáo sư Chen Xiaodong từ khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại NTU, tác giả chính của nghiên cứu, nhấn mạnh.
Trong tương lai, nhóm NTU muốn tìm cách phát triển các ứng dụng khác bằng cách sử dụng phiên bản cải tiến của thiết bị giao tiếp với thực vật.
Đoàn Dương (Theo Interesting Engineering)/ Nguồn: https://vnexpress.net/
