Представьте: чтобы узнать, что болит у растения, не нужно ломать листья или заливать его химией.

Ученые из Корнеллского университета придумали мягкого робота, который аккуратно берет лист, вводит в него крошечные сенсоры и даже меняет его гены — почти без вреда.

Результаты опубликованы в издании Science Robotics.

Зачем это нужно

Сельское хозяйство сталкивается с засухами, переизбытком удобрений и другими проблемами. Традиционные методы вроде уколов шприцем или вакуумной обработки часто повреждают растения, особенно жесткие листья хлопка или подсолнуха.

Новый робот делает то же самое, но:

• успевает в 91% случаев (против частых провалов ручных методов),
• увеличивает зону обработки в 12 раз,
• почти не оставляет повреждений.

Как это работает

Мягкий «палец» с губчатой насадкой осторожно сжимает лист, равномерно распределяя давление. Внутрь вводят либо гель, который светится при нехватке воды (AquaDust), либо бактерии с „красным маркером“ (RUBY), чтобы увидеть, куда попали измененные гены.

AquaDust — это гелевый сенсор размером с пылинку, который вводят в лист. При нехватке воды он начинает светиться, показывая, какие участки растения обезвожены. По сути, это «лакмусовая бумажка» для стресса от засухи.

Это как если бы растение само начало сигнализировать: «Мне плохо» или „Тут я мутировал“, — говорит Мехмет Мерт Ильман, один из авторов.

Пока технологию тестируют в теплицах, но в будущем такие роботы смогут:

• точечно поливать растения, экономя воду,
• отслеживать болезни до первых симптомов,
• сокращать вредные стоки в водоемы (например, чтобы избежать цветения токсичных водорослей).

Следующий шаг — поставить «пальцы» на роботизированные руки для автоматических ферм.

Исследование решает две ключевые проблемы: точность диагностики и щадящее вмешательство. Сегодня фермеры часто действуют вслепую — поливают или удобряют целые поля, не зная, где именно растения страдают. Сенсоры в листьях дадут точечные данные, сократят расход воды и химикатов. Генная маркировка (RUBY) упростит селекцию — можно быстро проверять, как изменения влияют на урожайность. В долгосрочной перспективе это снизит себестоимость продуктов и нагрузку на экосистемы.

Главный вопрос — масштабируемость. Лабораторные испытания на подсолнухах и хлопке — это не то же самое, что работа в поле с тысячами растений разных видов. Например, как робот справится с влажными или пыльными листьями? Не потребуются ли дорогие материалы для массового производства «мягких захватов»? Пока ответов нет.

Ранее ученые обнаружили растение, которое полностью восстанавливается после засухи.