Tańsza żywność dzięki nowym czujnikom dla rolników

Zobacz galerię (1)

Drony wykorzystujące kompaktowe czujniki z możliwością obrazowania w podczerwieni mogłyby zdalnie monitorować uprawy, pozwalając na lepsze dopasowanie zabiegów agrotechnicznych do potrzeb, co powinno zmniejszyć koszty produkcji żywności – informuje „Nature Communications”.

Badania nad nowymi czujnikami przeprowadzili inżynierowie z amerykańskich i australijskich uczelni i instytutów – City University of New York (CUNY), University of Melbourne, RMIT University i ARC Center of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems (TMOS).

Prototypowy system czujników oparty o „rekonfigurowalne metapowierzchnie przetwarzania obrazu za pomocą materiałów zmiennofazowych” został zaprojektowany przez główną badaczkę TMOS, profesor Madhu Bhaskaran i jej zespół w RMIT w Melbourne.

Nowatorskim elementem czujników jest filtr, wykonany z cienkiej warstwy dwutlenku wanadu, materiału półprzewodnikowego o wielu potencjalnych zastosowaniach. Dzięki niemu możliwe jest przełączanie się pomiędzy obrazowaniem konturu obiektu, takiego jak na przykład owoc, a szczegółowym obrazowaniem w podczerwieni, bez konieczności tworzenia dużych ilości danych i korzystania z nieporęcznych procesorów zewnętrznych.

Uważa się, że podobna technologia optyki płaskiej może zastąpić tradycyjnie stosowane w urządzeniach optycznych soczewki, co pozwoli na ich dalszą miniaturyzację.

Potencjalnie można by takie systemy wykorzystywać w wielu gałęziach przemysłu, a także na przykład w rolnictwie. Zamiast stosować uniwersalne podejście rolnicy mogliby wskazać, które konkretnie uprawy wymagają nawadniania, nawożenia czy zwalczania szkodników. Dzięki uzyskanym oszczędnościom i wyższym plonom produkty rolne mogłyby stać się tańsze.

„Kiedy zmienia się temperatura filtra, dwutlenek wanadu przechodzi ze stanu izolującego w metaliczny, w ten sposób przetworzony obraz zmienia się z filtrowanego obrazu konturów w niefiltrowany obraz w podczerwieni. Takie materiały mogą mieć ogromne znaczenie w futurystycznych urządzeniach z płaską optyką, które mogą zastąpić technologie z tradycyjnymi soczewkami do zastosowań w czujnikach środowiskowych. Są one idealne do stosowania w dronach i satelitach, które wymagają niewielkich rozmiarów, wagi i mocy” – powiedziała „New Scientist" profesor Madhu Bhaskaran.

Opracowana w RMIT metoda wytwarzania folii z dwutlenku wanadu, która może nadawać się do szerokiego zakresu zastosowań, uzyskała patent w USA, a w Australii wniosek patentowy oczekuje na rozpatrzenie.

Jak podkreślił Shaban Sulejman, współautor badań z Uniwersytetu w Melbourne, konstrukcja i użyte materiały sprawiają, że filtr nadaje się do masowej produkcji, a jego parametry umożliwiają integrację z systemami przemysłowymi dostępnymi na rynku.

• Agrobiznes bez tajemnic. Zamów prenumeratę miesięcznika "Przedsiębiorca Rolny" już dziś