เซ็นเซอร์ดิน

นักวิจัยได้สร้างเซ็นเซอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเพื่อวัดและส่งข้อมูลความชื้นในดินแบบไร้สาย ซึ่งหากมีการพัฒนาเพิ่มเติม อาจช่วยเลี้ยงประชากรโลกที่เพิ่มขึ้นได้ ขณะเดียวกันก็ลดการใช้ทรัพยากรที่ดินเพื่อการเกษตรให้น้อยที่สุด

ภาพ: ระบบเซ็นเซอร์ที่นำเสนอ ก) ภาพรวมของระบบเซ็นเซอร์ที่นำเสนอพร้อมอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่ย่อยสลายได้ ข) เมื่อจ่ายไฟแบบไร้สายไปยังอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่ย่อยสลายได้ซึ่งตั้งอยู่บนดิน เครื่องทำความร้อนของอุปกรณ์จะทำงาน ตำแหน่งของเซ็นเซอร์จะถูกกำหนดโดยตำแหน่งของจุดร้อน และอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนจะเปลี่ยนแปลงไปตามความชื้นในดิน ดังนั้น ความชื้นในดินจึงถูกวัดโดยอ้างอิงจากอุณหภูมิของจุดร้อน ค) อุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่ย่อยสลายได้จะถูกฝังไว้ในดินหลังการใช้งาน ส่วนผสมปุ๋ยที่ฐานของอุปกรณ์เซ็นเซอร์จะถูกปล่อยลงในดินเพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช เรียนรู้เพิ่มเติม
ระบบเซ็นเซอร์ที่เสนอ ก) ภาพรวมของระบบเซ็นเซอร์ที่เสนอพร้อมอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่ย่อยสลายได้ ข) เมื่อจ่ายไฟแบบไร้สายไปยังอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่ย่อยสลายได้ซึ่งตั้งอยู่บนดิน เครื่องทำความร้อนของอุปกรณ์จะทำงาน ตำแหน่งของเซ็นเซอร์จะถูกกำหนดโดยตำแหน่งของจุดร้อน และอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนจะเปลี่ยนแปลงไปตามความชื้นในดิน ดังนั้น ความชื้นในดินจึงถูกวัดโดยอ้างอิงจากอุณหภูมิของจุดร้อน ค) อุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่ย่อยสลายได้จะถูกฝังไว้ในดินหลังการใช้งาน ส่วนผสมปุ๋ยที่ฐานของอุปกรณ์เซ็นเซอร์จะถูกปล่อยลงในดินเพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช

ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จึงสามารถติดตั้งในความหนาแน่นสูงได้ งานนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการแก้ไขปัญหาทางเทคนิคที่ยังคงเหลืออยู่ในภาคเกษตรกรรมแม่นยำ เช่น การกำจัดอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่ใช้แล้วอย่างปลอดภัย
เนื่องจากประชากรโลกยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรให้เหมาะสมและลดการใช้ที่ดินและน้ำให้น้อยที่สุดจึงเป็นสิ่งจำเป็น เกษตรแม่นยำ (Precision Agriculture) มุ่งตอบสนองความต้องการที่ขัดแย้งเหล่านี้โดยใช้เครือข่ายเซ็นเซอร์เพื่อรวบรวมข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม เพื่อให้สามารถจัดสรรทรัพยากรให้กับพื้นที่เพาะปลูกได้อย่างเหมาะสมในทุกเวลาและทุกสถานที่ที่ต้องการ โดรนและดาวเทียมสามารถรวบรวมข้อมูลได้มากมาย แต่ไม่เหมาะสำหรับการวัดความชื้นในดินและระดับความชื้น เพื่อการเก็บข้อมูลที่ดีที่สุด ควรติดตั้งอุปกรณ์วัดความชื้นบนพื้นดินที่มีความหนาแน่นสูง หากเซ็นเซอร์ไม่สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จะต้องเก็บรวบรวมเมื่อหมดอายุการใช้งาน ซึ่งอาจต้องใช้แรงงานมากและไม่สะดวกในการใช้งานจริง เป้าหมายของงานวิจัยในปัจจุบันคือการทำให้เทคโนโลยีใดเทคโนโลยีหนึ่งสามารถใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์และย่อยสลายได้ทางชีวภาพได้
เมื่อสิ้นสุดฤดูเก็บเกี่ยว เซ็นเซอร์สามารถฝังไว้ในดินเพื่อย่อยสลายได้ทางชีวภาพ