植物科学的社交网络

新技术使研究人员能够连接全球各地的植物数据。bob体育登录

PhotosynQ项目中使用的MultispeQ设备

大卫·克莱默的实验室让人联想到一家初创企业,它汇聚了不同的思想和技能,但最终目标相同——改进植物科学。他的团队正在寻求解决一些与人口增长和对更多食物需求有关的全球性挑战。实现这一崇高目标需要创新。

克莱默是约翰·a·汉娜光合作用和生物能学杰出教授,他领导着一个由科学家、工程师和软件开发人员组成的团队,开展了一个名为PhotosynQ的项目,这个项目正在改变农民和研究人员对合作的看法。bob体育登录

大约10年前,作为华盛顿州立大学的一名教员,克雷默有了一个想法。

“我们采访了一些来自非洲博茨瓦纳的人,那里气候非常干旱。”BOB体育密歇根州立大学AgBioRebob体育登录search科学家说。“我们有一些非侵入性的方法来观察植物的生长情况,但你需要的仪器要花费数万美元。这可能比他们机构的全部预算还要多。那时,我已经开发了探测光合作用的仪器很长一段时间了。我想,‘哇。把这些东西发给每个人不是很好吗?’”

使用新的管理策略种植更好的作物在很大程度上依赖于研究人员如何收集和分析信息,特别是在小规模农业方面。bob体育登录克雷默表示,价格实惠的设备有现成的市场,可以让种植者对他们的作物进行预测。

制造这种设备的想法是一回事;实现它是另一回事。当他到达密歇根州立大学之后,克雷默聘请了PhotosynQ公司担任联合负责人格雷格Austic他是开源和基于社区的解决方案新方法的专家。他们一起组建了一个团队,利用新技术提高了产品开发和部署的速度,同时降低了成本。

到目前为止,这种乐器有几个版本。目前,研究人员正在使用bob体育登录一种名为MultispeQ的测试原型,这是一种通过蓝牙连接到使用Android操作系统的智能手机的手持设备。

MultispeQ仪器售价约100美元,包括传感器,可以测量植物的温度、相对湿度、二氧化碳、叶绿素含量和植物健康的其他几个方面。适应性是至关重要的,所以传感器可以很容易地改变各种项目。

大卫·克莱默一旦收集到数据,就会立即上传到PhotosynQ网站,供所有用户使用。bob体育登录研究人员甚至可以发布一个项目和说明,让其他科学家做出贡献。这个庞大的植物科学社会网络说明了该项目的非凡可能性。

克雷默说:“创造一种可行的方法来推出这种设备是一个挑战。”“但事实证明,还有更重要的事情:社区建设。如果我给你一个仪器,让你去测量,那并不是很有价值。使这些数据真正有价值的是将其与其他数据连接起来。假设我们给世界各地的人们提供数千个这样的仪器,让他们进行测量,然后比较结果。这真的很强大。

“我们可以得到新的问题,比如哪些品种的植物在哪种气候和管理措施的组合下生长得更好,什么时候施肥最好,作物的产量会是多少?”

目前全球大约有200台MultispeQ设备在使用。迄今为止,已有500多名用户进行了超过10万次测量。数据量呈指数级增长,使农民能够更准确地预测产量、使用哪些品种以及何时施肥。

“到目前为止,大多数植物研究都是在实验bob体育登录室进行的,”克雷默说。“问题是,在实验室里,条件可以如此简化,以至于那里的工作实际上并不能反映出实地的情况。我们需要人们在我们种植植物的地区有很强的测量能力,并分享这些数据。”

在他的实验室里批量生产复杂的产品是不现实的,所以克雷默和他的团队正在建立一家名为PhotosynQ LLC的公司,与实验室合作生产。克雷默计划在2016年1月开始生产。在一年内,他希望在全球范围内安装1万台测量设备。

PhotosynQ的资金由克雷默的职位捐赠提供,以及美国能源部对植物研究实验室和美国科学院的拨款bob体育登录密歇根州立大学高级藻类和植物表型中心。能源部对改善植物将太阳能储存成生物燃料、生物质能和生物制品感兴趣。在这种背景下,PhotosynQ平台被用于理解和提高光合作用的效率和鲁棒性。

另外三笔赠款——两笔来自美国国际开发署、全球粮食系统创新中心和豆类创新实验室,一笔来自麦克奈特基金会——正在帮助克雷默的团队实施这项技术,以改善非洲的农业。bob体育合法吗

克雷默说:“从来没有人做过这样的事情,让各种经济手段的人都参与进来。”“这有可能产生非常颠覆性和变革性的影响。我们正在颠覆科学仪器的整个商业模式,同时使我们的产品尽可能便宜且易于使用。我们不是在试图赚钱,但我们认为我们可以创造一项具有巨大影响力的可行业务。”

本文发表在《未来》杂志上,该杂志由密歇根州立大学AgBioResearch每年出版两次。BOB体育bob体育登录欲查看过去的期货,请访问www.futuresmagazine.msu.edu.欲了解更多信息,请发邮件给编辑霍莉·惠茨斯通whetst11@msu.edu或打电话517-355-0123

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