Met sensoren informatie vergaren binnenin planten en dit delen via een netwerk. Dat is de technische essentie van het onderzoeksprogramma Plantenna van de 4TU.Federatie. Het doel? Hogere gewasopbrengsten door efficiëntere bemesting en irrigatie.

Binnenin planten vinden allerlei fysische, chemische en biologische processen plaats. Met nieuwe sensortechnologie wordt het straks mogelijk om die processen rechtstreeks in de plant waar te nemen. Zo’n met botanische sensoren uitgeruste ‘cyberplant’ kan dan informatie leveren over het vochtgehalte, de celsamenstelling en de kwaliteit van het gewas zelf, maar ook over omgevingsfactoren als bodem- en luchtkwaliteit, windsnelheid, zonnesterkte of regenval.

Hiermee kunnen gewassen tijdig worden bewaterd en efficiënter bemest. De sensoren leveren bovendien data over klimaat, weer en milieu. Nauwkeurige weersvoorspellingen zijn van groot belang voor de landbouw, om tijdig te kunnen zaaien of oogsten, en met betere milieumonitoring kunnen we ook op langere termijn werken aan een duurzame en gezonde leefomgeving.

Meten en delen

Onderzoekers van de universiteiten in Delft, Twente, Eindhoven en Wageningen hebben de handen ineen geslagen om deze cyberplanttechnologie mogelijk te maken. Daarvoor ontwikkelen ze sensoren die onder meer rechtstreeks in de sapstroom metingen kunnen doen of de beweging van planten kunnen waarnemen. Idealiter vormen de verschillende sensoren in de plant een autonoom en zelfvoorzienend systeem. Daarom wordt ook onderzocht of deze sensoren via een elektrochemisch proces hun energie rechtstreeks uit de plant kunnen halen, en of ze hun meetresultaten kunnen communiceren naar andere planten, waarbij de plant als antenne fungeert. Tezamen vormen de cyberplanten zo een netwerk dat een keur aan informatie kan leveren die voorheen niet beschikbaar was. Te denken valt bijvoorbeeld aan fijnere netwerken die nauwkeurige data vergaren over het (stedelijk) microklimaat, wat kan leiden tot betere lokale weersvoorspellingen.

Hightech industrie

Het Plantenna-programma, gecoördineerd door TU Delft-hoogleraar Peter Steeneken, brengt onderzoeksgroepen samen op het gebied van sensortechnologie, (micro)elektronica, nanotechnologie, communicatie, plantenfysiologie en milieumonitoring. Zij gaan zich buigen over de technologische vraagstukken als het integreren van de elektronica in de plant en het onderling laten communiceren van planten. Anderzijds houden zij zich bezig met de vraag hoe de verkregen informatie dan kan worden ingezet om gewas- en milieumonitoring daadwerkelijk te verbeteren. De onderzoekers houden hiervoor contact met experts op het gebied van de agrobiologie en biotechnologie. Vertegenwoordigers uit de hightechindustrie zijn ook bij het programma betrokken.

(bron: engineersonline.nl)