谷歌眼鏡仔細觀察植物健康狀況

可穿戴相機是更快測量葉片中葉綠素的方法

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美國科學家們研製出了一種獨特的裝置,透過 改造谷歌眼鏡來測量葉片的葉綠素濃度

艾多安·奧茲坎 及其在加州大學的研究小組熱衷於透過創新的光子方法創造新技術,並且非常熟悉可穿戴技術在科學研究中的可能性。葉綠素濃度是監測植物健康的便捷指標,奧茲坎團隊設計的系統將谷歌眼鏡與定製的葉片夾具和定製軟體相結合,以實現這一目標。

透過將葉片放入手持式3D列印葉片夾具中,並用紅色和白色LED照明,該系統利用了葉綠素在可見光譜綠色部分中的低光吸收特性。谷歌眼鏡透過由“Okay Glass, image a leaf”語音命令啟動的軟體對葉片進行成像,該命令被髮送到遠端伺服器以處理結果。在不到10秒的時間內,估計的葉綠素含量結果隨後被髮送回眼鏡以供檢視。“在加州大學洛杉磯分校校園進行實驗是一次有趣的經歷,”奧茲坎解釋說,“戴著谷歌眼鏡吸引了所有人的注意。”


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目前,測量葉綠素濃度的黃金標準方法涉及化學提取,這種方法具有破壞性、複雜且耗時。行動式葉綠素計作為一種非破壞性替代方案確實存在。最可靠的儀表是 SPAD-502,它分析葉片在 650–940nm 範圍內的光吸收率。然而,這種方法需要對單片葉片進行多次測量,因為每次測量都是在一個小面積 (6mm2) 上進行的,以估計葉綠素水平的總體估計值。

奧茲坎的基於谷歌眼鏡的解決方案比市場上的其他系統具有許多優勢。它可以記錄 5cm2 圓形區域的測量值,並可容納高達 12GB 的資料,這相當於數千次測試,並且由於谷歌眼鏡的雲連線,這些資料被傳輸到網路上可用的資料庫。谷歌眼鏡的主要優勢在於它還可以提供測量值的 GPS 資訊——奧茲坎認為這將有利於跟蹤結果和以後的比較。

賓夕法尼亞州立大學的生物醫學工程師 託尼·黃對這款新型眼鏡的速度和準確性印象深刻,並評論說它“在農業和環境應用方面具有巨大的潛力”。

本文經 化學世界 許可轉載。該文章於 2015 年 2 月 20 日首次發表

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