面對日益嚴峻的氣候變遷和人口過剩問題，提高農業生產力已刻不容緩。為此，日本東北大學的研究團隊開發出一款可直接貼附於葉片上的微型感測器，能輕鬆判斷植物的生長狀況，為農作物產量提升和資源管理帶來革新。

感測器直接貼附在植物葉片的背面。由於貼附在背面，不會阻擋光線，可以進行準確的測量。(Kohzuma and Miyamoto)

極端氣候事件如熱浪、暴雨和乾旱等，都會對植物造成壓力，導致農作物減產，並威脅農田、森林和生物多樣性的長期健康。然而，目前缺乏有效的方法來精準監測植物對這些變化的反應。雖然無人機和飛機已改善了空中植物監測技術，但它們只能捕捉宏觀的表面資訊，且需要不斷調整才能準確追蹤植物的生長變化。其他能捕捉個別植物變化的小型感測器則操作不便，通常需要現場人員安裝和手動檢查每個感測器。

為了解決這些問題，研究團隊開發出這款可直接貼附於葉片背面的新型感測器。該裝置利用光譜感測器和光源來測量葉片顏色，且不會阻擋陽光，還能追蹤同一部位的顏色變化。感測器由電池供電，具備 Wi-Fi 資料傳輸和防水功能，可在戶外持續工作一個月以上，方便長期數據收集。

「智慧農業能大幅節省時間，」團隊成員宮本浩一郎表示，「農民沒有時間逐一檢查每株植物。這款感測器能即時提供精細的讀數，讓農民能迅速應對植物壓力較大的區域。」

研究團隊將這款感測器與商用光譜儀進行比較，測試了 30 種不同植物的約 90 片葉子。結果顯示，該感測器在八個可檢測波長中的七個波長都能準確區分顏色，且在 620 奈米波長的讀數與商用葉綠素儀高度相似。進一步利用對壓力敏感的擬南芥突變株進行測試，發現感測器在 550 奈米波長的讀數變化與植物的壓力反應一致，並與常用的光化學反射指數 (PRI) 相符。

在戶外試驗中，研究團隊將感測器安裝在樺樹葉片上，追蹤兩週內秋季葉片顏色、落葉和老化的變化。他們觀察到葉綠素（植物壓力的指標）減少，以及植物對陽光強度變化的反應。

這種智慧診斷技術能將支援精準地提供給最需要的區域。該感測器可廣泛應用於智慧農業、森林健康研究和其他需要詳細追蹤植物健康的領域。