小型センサで植物を見守るスマート農業の新技術を開発 クラウド連携でいつでも、どこでも健康状態のモニタリングが可能に

小型センサで植物を見守るスマート農業の新技術を開発クラウド連携でいつでも、どこでも健康状態のモニタリングが可能に

2024年10月10日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科　准教授　宫本浩一郎

【発表のポイント】

植物の叶の里面に取り付けて、叶の色の変化、クロロフィル^（注¹^）量、ストレス応答を検出する小型センサを开発しました。
开発したセンサは、耐水性でバッテリー駆动による长期连続测定が可能な上、测定データをクラウド経由でいつでも、どこからでも确认可能です。
比较的低コストで実现できるため、センサを多数设置することで、植物の健康状态の広范囲あるいは高密度でのモニタリングが可能になります。

【概要】

気候変动や人口増加の影响により、农业では効率的な资源管理と生产性向上が急务となっています。こうした背景から、スマート农业が注目されており、特に远隔で植物の状态を把握できる技术が求められています。

东北大学大学院工学研究科の宫本浩一郎准教授、大学院生命科学研究科の上妻馨梨助教（现：京都大学大学院农学研究科）は、植物の健康状态を远隔からスマートフォンなどの端末で确认できる新しい小型センサを考案?开発しました。このセンサは植物の叶の里侧に取り付けることで、太阳光を遮ることなく、叶の生理応答を正确に测定することが可能です。测定データはオンラインストレージで共有され、远隔かつリアルタイムにモニタリングが可能です。また、叶色やクロロフィル含量、环境ストレスの検出も可能で、长期连続および多点同时测定システムの実现への道を拓きます。この小型センサはわずか数千円で作製可能で、农业分野などへの活用が期待されます。

本成果は、2024年9月24日にバイオセンシングに関する専門誌Sensing and Bio-Sensing Researchに掲載されました。

図1. 植物の葉の裏に直接取り付けるセンサ。葉の裏側に取り付けることで、光を遮らず、精度の良い測定が可能となりました。野外で観測したデータは端末からリアルタイムに見ることができます。

【用语解説】

注1. クロロフィル
植物が光合成を行う际に光を集める役割を持つ緑色の色素。光合成活性や叶内の窒素量と密接に関与するため、クロロフィル量の测定は植物の健康状态の指标になります。

【论文情报】

タイトル：Analysis of plant physiological responses based on leaf color changes through the development and application of a wireless plant sensor
著者：Kaori Kohzuma, Ko-ichiro Miyamoto
责任着者1：东北大学大学院生命科学研究科　助教　上妻馨梨
（现所属：京都大学大学院农学研究科、旧所属：东京大学理学系研究科、自然科学研究机构アストロバイオロジーセンター）
责任着者2：东北大学大学院工学研究科　准教授　宫本浩一郎
掲載誌：Sensing and Bio-Sensing Research 46(2024),100688.
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