Sensores vestíveis: novas ferramentas de coleta de dados para fenotipagem de plantas

Para atender à crescente demanda global por alimentos, é necessário aumentar a produtividade das culturas por meio de fenotipagem eficiente. A fenotipagem baseada em imagens ópticas possibilitou avanços significativos no melhoramento de plantas e no manejo de culturas, mas enfrenta limitações em resolução espacial e precisão devido à sua abordagem sem contato.
Sensores vestíveis que utilizam medições de contato oferecem uma alternativa promissora para o monitoramento in situ de fenótipos de plantas e seu ambiente. Apesar dos avanços iniciais no crescimento de plantas e no monitoramento do microclima, o potencial total dos sensores vestíveis para a fenotipagem de plantas permanece amplamente inexplorado.
Em julho de 2023, a Plant Phenomics publicou um artigo de revisão intitulado “Sensores vestíveis: novas ferramentas de coleta de dados para fenotipagem de plantas”. O objetivo deste artigo é explorar a capacidade dos sensores vestíveis de monitorar vários fatores ambientais e de plantas, destacando sua alta resolução, versatilidade e invasividade mínima, ao mesmo tempo em que abordam problemas existentes e fornecem soluções.
Sensores vestíveis oferecem uma abordagem revolucionária à fenotipagem de plantas, superando as limitações dos métodos tradicionais sem contato, como a imagem óptica. Eles oferecem alta resolução espacial, versatilidade e mínima invasividade, permitindo a medição de diversos fenótipos de plantas, como alongamento, temperatura foliar, hidratação, biopotencial e respostas ao estresse.
Tecnologias inovadoras, como medidores de tensão extensíveis e sensores de eletrodo flexíveis, adaptam-se ao crescimento e à morfologia das plantas, facilitando o monitoramento in situ em tempo real.
Ao contrário da imagem óptica, os sensores vestíveis são menos suscetíveis a fatores ambientais e podem fornecer dados mais precisos. Ao monitorar a temperatura e a umidade das folhas, os sensores vestíveis utilizam conectividade sem fio e materiais avançados para fornecer medições confiáveis e precisas.
Sensores com eletrodos flexíveis proporcionam avanços na medição de biopotenciais, minimizando danos às plantas e proporcionando monitoramento contínuo. A detecção de respostas ao estresse pode ser aprimorada com o uso de sensores que monitoram sinais precoces de doenças ou estresse ambiental, como radiação ultravioleta e exposição ao ozônio.
Sensores vestíveis também se destacam no monitoramento ambiental, avaliando fatores como temperatura do ar, umidade, luz e a presença de pesticidas. Sensores multimodais em plataformas leves e extensíveis coletam dados em tempo real, essenciais para a compreensão dos microambientes que influenciam o crescimento das plantas.
Embora os sensores vestíveis sejam muito promissores para a fenotipagem de plantas, eles também enfrentam desafios como interferência no crescimento da planta, interfaces de ligação fracas, tipos de sinal limitados e baixa cobertura de monitoramento. As soluções incluem materiais leves, macios, elásticos e transparentes, bem como tecnologias avançadas de ligação e integração de múltiplos modos de medição.
À medida que a tecnologia de sensores vestíveis continua a avançar, espera-se que ela desempenhe um papel fundamental na aceleração da fenotipagem de plantas, proporcionando maior compreensão das interações planta-ambiente.