一种新的传感器让手机能「嗅」出植物是否患病

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07-31 16:52

对于农民来说,最讨厌的是什么病?

不是普通的感冒发烧,也不是各种流行性疾病。而是一种叫做晚疾病的植物病。

这种病由名为致病疫霉的微生物引起,并且作物一旦致病,如果没有被及时发现和处理,病菌会迅速在各植株中传播。如果气候条件合适,甚至还能引起大规模流行传播,对农业造成极大的损失。

极大的损失是有多大?

统计,该疾病每年对农业造成的损失达数十亿美元。

▲ 最常染上晚疾病的就是西红柿, 图片来自:维基百科

目前为了检测这种疾病,通常会采用 PCR 检测法。但该技术所需要的门槛较高,不适用于一般农民,且所需的耗时也较长,往往在结果出来后,病情已经在作物间到达不可控的地步。

所以对于农民来说,往往只能靠肉眼观察和经验来判断自己所种的作物是否染上晚疾病。

但日前,来自北卡罗来纳州立大学的生物分子工程学教授 Qingshan Wei 就发明了一种新方法,让农民用手机就能准确检测出作物有没有染上晚疾病。

简单来说,该方法就是在手机上外接一个传感器,然后手机就能嗅到这些植株有没有患病了。

▲图片来自:The NewYork Times

而复杂来说其实也并不复杂。在外接专用的传感器后,农民还需要摘下作物的一片叶片作为样本,并将叶片放进密闭的容器中静置 15 分钟。

而在 15 分钟过后,将传感器所带的导管伸进容器中,导管就会将植物在瓶内挥发出的气体抽进传感器内。而传感器内的试纸与气体接触后就会发生化学反应从而变色。然后手机再通过摄像头捕捉变色情况,并利用算法进行分析,这样手机就能在 1 分钟内得出结果。

▲图片来自:MIT Technology Review

Qingshan Wei 表示,在植物感染病毒的两天内,该装置就可以准确地检测出疾病,准确率高达 95%。

根据 MIT Technology Review 的报道称,目前可见/近红外光谱等基于计算机图像处理的技术已经开始应用于对农业病的自动快速判断。但是由于很多植物疾病的表征很相似,所以他们的分子诊断法对比起上面所说的光学成像法来说,将更具特异性。

另外,如果将与不同比色法指示剂结合使用的话,该技术还能应用于其他植物疾病的检测当中。

而除了便捷高效以外,该方法的成本也并不高。据介绍,该外接传感器的成本为 50 美元—70 美元之间,而试纸的成本则仅为几美分。如果大批量投入生产的话,成本甚至还能进一步降低。

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