12月4日，新疆农业大学机电工程学院（新能源学院）刘湘江教授与浙江大学谢丽娟教授共同指导的硕士生王爽，在Science Advance期刊上发表了题为“Sunflower-Like Self-Sustainable Plant-Wearable Sensing Probe”的研究论文。
该研究针对当前可穿戴传感器行业面临的共同挑战——即能量供应与长时间监测的问题，提出了一种受自然界启发的植物可穿戴传感器设计。这种传感器模仿植物利用太阳能的方式，实现了能源自给，并确保了长时间的稳定运行，从而解决了持续监测植物内部生理参数的难题。据悉，该论文是新疆农业大学首次以第一完成单位在全球顶级刊物（Science、Nature、Cell）的子刊上发表的研究成果。
文中介绍，新型植物可穿戴传感器采用了超柔软材料，可以紧密贴合在农作物表面，实现对农业信息的连续监测。这类传感器的研发成为了农业感知技术领域的热点。然而，由于对重量、尺寸以及物理属性的严格限制，为这些小型传感器提供可靠电力一直是一个全球性的科学难题。
为了解决这个问题，研究人员开发了一种形似向日葵的自供能植物可穿戴传感器，它不仅能够通过集成的折叠式太阳能电池板收集太阳能，还结合了所有必要的柔性电子组件，形成了一个轻巧且紧凑的系统，适用于小型植物。为了克服太阳能转换效率低下的问题，团队还借鉴萤火虫发光原理，设计了一种超低能耗的光通信机制。此外，该设备可以通过无人机和深度学习算法的支持，从广阔的农田中多个装置高效地收集数据。除了用于农业生产，由于其简易的部署方式，这种传感器作为一种低成本的植物表型分析工具也展现出了巨大的潜力。研究人员认为，他们为可穿戴设备提供的能源和通信解决方案还可以应用于其他资源有限且环境条件苛刻的场景，展示出广阔的应用前景。
