大型工业农场和温室可通过新组建的阿尔伯克基初创公司Microceres LLC构建的新型植物传感器技术，将用水量减少多达25％，同时通过减少灌溉来节省能源。

在与桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）共同开展的一项技术开发工作之后，新墨西哥大学生物系的两名研究人员于去年成立了该公司。UNM的生物学家–大卫·汉森教授，然后是博士后研发科学家Patrick Hudson –与实验室科学家合作，应用了桑迪亚先前开发的“微针”技术来测量植物中的水分和健康指标。

Microceres的手持式阻抗探头或Multi-PIP设备可从与工厂相连的传感器上获取水位和其他指标的读数。

从一开始，合作伙伴就设想通过无线网络连接到农作物的“可穿戴”微型传感器,将此技术应用于工业农业，该传感器可以不断实时读取水位和状况，以帮助种植者更好地安排灌溉时间以实现最佳植物生长。他们花了两年时间开发，测试和证明该系统，然后才实现商业化。

Hanson去年以UNM和Sandia联合技术的方式获得了知识产权许可，然后与总部位于阿尔伯克基的定制电子产品开发公司Next State Systems接触，以创建第一个商业原型。

微分子生物学家Patrick Hudson（左）和David Hanson（右）将传感器连接到圣达菲社区学院温室番茄植物。

汉森说，第一个系统现在可供农业研究人员使用，并且已经与佛罗里达大学完成了对柑橘类作物测试的首次销售。。

今年，UNM研究人员与Next State Systems建立了新的合作伙伴关系，该公司已对Microceres产生了控制权，以进一步将该技术开发成网络传感器系统，以在大规模农业生产中广泛地分布在农作物上。

Next State创始人兼首席执行官布莱恩·亨德森（Brian Henderson）表示：“我们进行了繁重的工作，为他们开发了第一批产品，现在可以在单个植物上进行作物研究。” 通过这一过程，我们建立了工作关系，并拉近距离。最初的想法是将产品制造并出售给Microceres，以供他们出售给客户，我们确实做到了，并决定联手整个农业领域，开发和销售更多产品。”

Microceres当前的商业原型是专门为研究目的而设计的，例如研究植物品种，生长条件和农作物产量。它连接到单个工厂，它包括多个网络传感器来测量植物和周围一些植物上的水位。

汉森说：“该设备被放置在工厂的顶部，并且没有损坏。我们通过植物发出电子信号，然后测量不同植物组织中的阻抗或电阻，这告诉我们植物中有多少水和离子。我们已经将这些读数与其他标准量度进行了广泛的比较，结果非常吻合。”

通过测量，种植者可以确定最佳灌溉方法，以实现植物最佳生长方式，从而改善农作物的质量和数量。

下一步是将传感器小型化为微型设备，以便在不断发展的运营中将其附着在成百上千的植物上。

亨德森说：“当前的产品是一种单片式设备，具有一个或两个附近工厂的多个通道。我们现在正在努力将该单一工厂的设备变成具有电池供电的传感器节点的分布式无线传感器网络，以用于大规模的工业化农业生产和农场。它需要耐用的电池，使种植者可以在整个生长季节中将整个传感器网络留在田间，而无需重新充电或更换电池。”

汉德森说，Next State现在支持Microceres作为其子公司，利用其现代化的电子实验室来构建新的微传感器原型，同时也为技术开发，业务管理和营销工作提供动力。

这将需要几次技术迭代来优化制造工艺，以扩大规模以实现大批量生产。

亨德森说：“我们需要降低生产成本，以使其在大规模农业部署中有意义。”

对于大型农场和温室作业，Hanson通过采用最佳灌溉方式减少用水量，可节水多达25％。反过来，通过减少灌溉系统的运行次数，可以显着降低成本。

为了建立下一代微型传感器网络，Next State和Microceres已根据美国能源高级研究计划局（ARPA-E）的SCALEUP计划共同申请了600万美元的拨款。ARPA-E是美国能源部内的一家机构，在私人投资者愿意介入之前，为早期的高潜力，高影响力的能源技术提供资金。

亨德森说，有了ARPA-E资金，将需要大约一年的时间来开发可部署的微传感器网络。没有SCALEUP资金，这将需要更长的时间，但是公司合作伙伴决心通过Microceres当前以研究为重点的产品的商业销售来筹集资金。

亨德森说，一旦建立了微传感器网络，该公司将首先专注于高价值的种植业务，例如观赏植物，酿酒葡萄和大麻，因为提高作物的质量和数量可以极大地促进这些地区的发展。

食用作物也可能会因此受益，这迫使植物利用更多的营养来生长。汉森说：“我们认为这项技术有巨大的市场。”