資訊科技

植物連網

科學家把檸檬變成小巧的「無線電台」,可發出樹木需要澆水的訊號。

撰文/狄米特普洛斯(Stav Dimitropoulos)
翻譯/姚若潔

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植物連網

科學家把檸檬變成小巧的「無線電台」,可發出樹木需要澆水的訊號。

撰文/狄米特普洛斯(Stav Dimitropoulos)
翻譯/姚若潔


植物不聽廣播。但希臘有一群科學家最近找到一種方法,可以把檸檬變成迷你的「無線電台」,把檸檬樹的水含量資訊傳送到智慧型手機。研究人員稱此為邁向「植物連網」(Internet of plants)的第一步。


過去科學家把感測器連接到樹木上,用以測量樹木消耗水份的狀況。但是美國克里特科技大學電機與電腦工程學教授兼計畫主持人布列特薩斯(Aggelos Bletsas)說:「還沒有別的團隊創造出植物的『無線電』網路,而且傳送訊息時只需要數微瓦的電力,價格也只要幾美元。」


這個網路由幾個基本組件構成:一個既有的調頻(FM)無線電台、一根連接到檸檬的天線、一個放入檸檬內的濕度感測器、一個連接天線的電晶體,和一個調頻接收器(例如智慧型手機中的接收器)。首先,天線從調頻無線電台獲取背景訊號,把訊號送到電晶體,而電晶體受到濕度感測器的調節。感測器會根據植株的濕度,決定電晶體反覆開關的速率:如果土壤或空氣潮濕,開關速率會較慢;反之如果環境乾燥,速率便較快。最後,天線再把這個訊號發送到智慧型手機的無線電接收器。


透過這種方式,植物可以告訴農夫自己是否渴了。「只要利用手機的調頻收音機加上一個三歐元(約台幣105元)的感測器,我們可以名副其實地『聽』出植物的水份。」布列特薩斯說:「在任何一片農田裡,每畝放兩個這種感測器,就有可能改變我們的農作方式和『了解』植物的方式。」他補充,要達到最佳效果,有時可能需要更多感測器,尤其當農田位於山坡而難以均勻澆水時。布列特薩斯表示,這種即時訊息讓人更能掌控空氣和土壤的濕度,也可能減少殺蟲劑使用,並使施肥效果最佳化。


為什麼要大費周章發展這樣的方法,而不用現已普遍的無線科技,例如藍牙技術?「我們的技術更簡單,因為只是借用了環境中已存在的背景訊號。」布列特薩斯說:「而且,以藍牙為基礎的感測器一台要價約22歐元(約台幣775元)。我們的終極目標是要讓感測器以低於一美元(約台幣31元)的價格上市。」


其他人也對這個想法讚賞有加。美國德州大學奧斯丁分校的電機與電腦工程學副教授狄馬奇斯(Alexandros Dimakis)並未參與這項研究,他評論:「布列特薩斯和他的團隊使用非常簡單的硬體和極少的電力。他們的研究有可能為農業和環境監測帶來嶄新的物聯網(Internet of Things)科技。」布列特薩斯和他的同事已經在美國為此創新科技申請專利。