روبوت يرصد صحة النباتات من الداخل
طوَّر باحثون من جامعة كورنيل الأميركية روبوتاً جديداً قادراً على إمساك أوراق النباتات بلطفٍ وحقنها بمُستشعرات دقيقة، ما يسمح برصد حالتها الصحية بدقّة؛ في خطوةٍ تهدف إلى تحسين إنتاجية المحاصيل.
وأوضحوا أنّ هذا الروبوت يمكنه أيضاً حقن مواد وراثية؛ تمهيداً لاستخدامه في تعديل الجينات النباتية مستقبَلاً، مما يُعدّ ابتكاراً واعداً لتعزيز تقنيات الزراعة الذكية. ونُشرت النتائج، الخميس، في دورية «ساينس روبوتكس».
ووفق الباحثين، تأتي هذه التقنية ضمن جهود تطوير أدوات زراعية دقيقة تتيح مراقبة حالة كل نبتة على حدة، والتدخّل عند الحاجة، خصوصاً في ظلّ التحديات البيئية المتزايدة مثل الجفاف وتسرُّب الأسمدة.
ويتميّز الروبوت بقدرته على حقن المستشعرات أو المواد الوراثية في أوراق النباتات بطريقة آمنة ومتكرّرة، دون التسبُّب في تلف الأوراق، وهو ما يمثّل نقلة نوعية بمجال الزراعة المعتمدة على البيانات. ووفق الفريق البحثي، يُمهّد هذا التقدّم الطريق نحو مراقبة حيوية وفورية لصحة النباتات.
ولإثبات فاعليته، استخدم الباحثون الروبوت لاختبار نوعين من المجسات؛ الأول يُعرف بـ«AquaDust»، وهو جسيم هلامي صغير يضيء عند تعرّض الورقة للإجهاد المائي، مما يتيح مراقبة مستويات ترطيب النبات، دون الحاجة إلى تدميره. أما المجس الثاني فهو «RUBY»، وهو مجس جيني يُنتج تصبّغاً أحمر في موقع التحوُّل الجيني داخل الورقة، مما يساعد على تحديد المناطق التي عُدِّلت وراثياً.
وأثبت الروبوت فاعليته العالية في حقن أوراق عباد الشمس والقطن، وهي نباتات تُعرف بمقاومتها البنيوية للاختراق. وحقَّق معدّل نجاح تجاوز 91 في المائة، مسبِّباً ضرراً أقل بكثير، مقارنة بالطرق التقليدية مثل الحقن بالإبر، كما وسَّع مساحة التوصيل الفعّالة للمجسات بأكثر من 12 ضِعفاً.
ويعتمد هذا النظام الروبوتي على تطبيق ضغط متوازن، من خلال طرف إسفنجي يحمل المجسات أو المواد الجينية. وقد صُمّم باستخدام برامج محاكاة متقدّمة وتقنيات الطباعة الثلاثية الأبعاد، مع مرونة عالية تسمح له بالتكيّف مع شكل الورقة، دون التسبب بأي ضرر يُذكر.
وأشار الباحثون إلى أنّ هذه التقنية تمثّل تطوّراً كبيراً في مجال الزراعة الدقيقة، إذ تتيح مراقبة دقيقة لحالة كل نبتة على حدة، ما يتيح تقديم تدخلات مخصصة مثل الريّ أو التسميد في الوقت المناسب، كما تسهم في ترشيد استخدام الموارد الزراعية مثل الماء والأسمدة، من خلال تحديد حاجات النباتات بدقّة، مما يقلّل الهدر ويحدّ من التلوّث.
وعلاوة على ذلك، يُمهّد هذا الابتكار الطريق أمام تبنٍّ أوسع لتطبيقات الهندسة الوراثية النباتية، إذ يمكن استخدام الجهاز لحقن مواد وراثية بدقة داخل أنسجة النباتات، مما يسهّل تطوير أصناف جديدة مقاوِمة للأمراض أو التغيّرات المناخية.