Общение с растениями с помощью электрических сигналов

Однако для повторного открытия Венериной мухоловки требуется 24 часа, поэтому более практичным решением будет разработка искусственного роботизированного захвата по примеру из живой природы

Невозможно? Ученые из Сингапура разработали метод, который дает возможность людям и растениям общаться друг с другом по смартфону, не меньше. Исследователи из Наньянского технологического университета (NTU-НТУ) разработали проводящий материал, который позволяет электрическим сигналам входить в растение и покидать его.

Подобно мозгу, который посылает электрические сигналы, растения также их испускают, реагируя на окружающую среду. С их помощью можно определить признаки ухудшения или улучшения состояния растений и, кроме этого, эти сигналы можно использовать для развития функциональных возможностей объекта.

Например, можно заставить Венерину мухоловку - хищное растение, которое ловит насекомых в естественной среде - хвататься за тонкий кусок провода под воздействием электрических сигналов. Все, что для этого нужно, - это смартфон и электрод из проводящего материала.

В ходе эксперимента исследователи наклеили электрод шириной 3 мм на одну из ловушек «мухоловки» при помощи мягкого и липкого клея, известного как гидрогель, который преобразуется из жидкости в эластичную форму при комнатной температуре (термический гидрогель).

Электрод безвреден для растения и не влияет на его способность к фотосинтезу. В течение 1,3 секунды после того, как смартфон отправил электрические импульсы на электрод, Венерина мухоловка захлопнулась. Сделав еще один шаг вперед, исследователи из НТУ прикрепили «мухоловку» к роботизированному манипулятору и, запитав установку электрическими сигналами, заставили ее хватать и собирать тонкие проволоки толщиной в полмиллиметра.

Этот эксперимент с плотоядным растением был опубликован в научном журнале Nature Electronics [1].

Исследователи заявили, что с помощью полученных результатов можно создавать технологии, которые приведут к появлению роботов для захвата и перемещения очень хрупких предметов. «Мухоловка ведет себя как робот, которым люди могут управлять с помощью электрических сигналов».

Однако для повторного открытия ловушек Венериной мухоловке требуется 24 часа, поэтому более практичным решением будет разработка искусственного роботизированного захвата по примеру из живой природы.

Электрод, который исследователи использовали в своем эксперименте, может улавливать характерные электрические сигналы, которые испускает растение, когда его состояние ухудшается. Это может быть полезно для фермеров, если им необходимо получить информацию о будущем урожая. «Наблюдая за электрическими сигналами растений, можно обнаружить скрытые проблемы и вовремя принять соответствующее решение». «При использовании технологии в сельскохозяйственных целях фермеры могут узнать о последствиях до того, когда на растениях появятся пожелтевшие листья».

Поскольку термический гидрогель может повторять форму растений, электрод не выпадает, когда они растут и реагируют на окружающую среду. Электродное устройство должно плотно прилегать к листьям, потому что электрические сигналы, которые испускают растения, очень слабые. Ученым удалось прикрепить электрод к ворсистому стеблю подсолнуха.

С помощью этой технологии растения можно использовать в качестве живых датчиков на фабриках и в промышленных районах. Если в этих местах произойдет утечка токсичных химикатов, растения ее почувствуют.

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1038/s41928-020-00530-4

Источник: NTU