Perach — биосенсорная платформа

Perach — биосенсорная платформа

Что такое перах

Perach — это биосенсорная платформа, которая позволяет пользователям чувствовать и видеть то, что происходит внутри их растений. Перах стремится понять, сформирует ли новая форма взаимодействия человека и растений более тесные отношения и сделает ли нас более внимательными к нашим растениям, тем самым укрепив отношения заботы с окружающей средой. Этот проект был выполнен во время моего исследования программы M.a взаимодействия человека с компьютером в Milab.

Платформа состоит из мультисенсорного устройства IoT (датчик биоимпеданса, датчик почвы, свет, ЭМГ и т. д.) и приложения, позволяющего людям чувствовать, слышать и видеть биологические изменения, происходящие внутри растений, и формировать непрерывную связь. между человеком и растениями.

Перач был вдохновлен проектами в области тактильной обратной связи, которые позволяют пользователям ощущать другие объекты или даже внешние события, такие как изменения погоды, или усиливать взаимную заботу между двумя людьми, чувствуя, как бьется сердце.

Забота об окружающей среде

Было показано, что забота об окружающей среде оказывает значительное влияние на наше самочувствие, поскольку она усиливает наше чувство принадлежности, наше чувство места и наше чувство контроля. Терапия на основе природы - это область трудотерапии, возникшая после Первой мировой войны для лечения солдат с посттравматическим стрессом, вызванных военным опытом. На протяжении многих лет было показано, что взаимодействие с природой положительно влияет на наше самочувствие и общее психологическое состояние. Исследования в этой области показали, что люди, которые принимали участие в деятельности по охране окружающей среды, развивали более глубокую привязанность и чувство места и имели более глубокое состояние благополучия, это тесно связано с тем фактом, что природа подходит для наших биологических уровни внимания, которые заставляют нас чувствовать себя спокойно и расслабленно и больше на месте.

Целью этого проекта было понять, как сформировать канал связи между двумя биологическими объектами. используя различные типы обратной связи и концепцию биосенсоров, чтобы исследовать, может ли это укрепить отношения между людьми и растениями, чтобы сформировать лучшие повседневные отношения с заботой об окружающей среде, поскольку тактильная обратная связь доказала это при общении между людьми и человеком-машиной.

Наше понимание растений

Растения, как и все формы жизни, постоянно общаются, но иначе, чем люди. Наше понимание растений в основном ограничено поверхностными особенностями, такими как изменение цвета или опадение листьев, но растения могут общаться с помощью грибов и электричества, а некоторые даже утверждают, что растения могут общаться с помощью звука. Подключаясь к электрическим процессам внутри растений, этот проект пытался передать эту информацию людям в осязаемой форме.

Идея этого проекта заключалась в том, чтобы исследовать, как технологии могут позволить нам связаться с другими формами жизни и понять, как понимание других форм жизни может в конечном итоге помочь нам понять себя и свое окружение.

Использование растений для создания визуальных эффектов и музыки

Во время исследовательской фазы этого проекта я исследовал различные методы улучшения биологических данных, поступающих от растений, используя генеративные визуальные эффекты, тактильную обратную связь через вибрации и даже музыку, управляемую данными растений. художники — Ронен Танчум и лаборатории феноменов, а этот проект появился в — Музее Эрец-Исраэль

Электричество и растения

Эта часть немного техническая, но в ней кратко изложены некоторые идеи, которые я обнаружил в процессе.

Электромиография и растения

ЭМГ/электромиографиядостаточно хороша для обнаружения событий (изменения огня/света). Чтобы правильно интерпретировать данные, нужно сделать режекторный фильтр для подавления шума 50–48 Гц. Электромиографияне указывает и не показывает состояние растения или биологические изменения с течением времени, по существу позволяя нам видеть только определенные типы событий.

Биоэлектрический импеданс и растения

Анализ биоэлектрического импеданса является широко используемым методом оценки состава тела.

Слабый электрический ток протекает через тело на разных частотах, и измеряется напряжение, чтобы рассчитать импеданс тела.

импеданс тканей растений в основном зависит от трех факторов

• Внутриклеточная (симпластическая) резистентность.
• Межклеточная (апопластическая или внеклеточная) резистентность.
• Импеданс клеточной мембраны.

С помощью биоимпеданса вы можете понять несколько вещей, касающихся физиологического состояния растения:

• Уровень температуры
• Уровень воды
• Уровень питательных веществ
• Травмы

Вот некоторые из выводов, которые я нашел в академических исследованиях.

«Параметры ЭИС (спектроскопия электрохимического импеданса) также подходят для оценки снабжения растений питательными веществами. Дефицит фосфора вызывает более выраженное повышение значений устойчивости, чем дефицит калия (Greenham et al., 1972)….[3][2]

Влияние облучения также можно отслеживать по параметрам импеданса. Фельфольди и др. (1993) заметили, что на частоте 50 кГц отношение величины измеренного импеданса увеличивается по мере увеличения времени облучения по сравнению со значениями, измеренными на частоте 5 кГц. …[3][2]

Повреждения мембран, вызванные воздействием тепла (Zhang et al., 1993) и мороза (Zhang and Willison, 1992; Repo et al., 1994, 2000), также изучались с помощью EIS. Кроме того, механически нарушенная структура мембраны также может быть обнаружена по изменениям различных параметров EIS (Cox et al., 1993; Voza´ry et al., 1999)….[3][2]

Состояние воды в растениях измеряли с помощью EIS: пара электродов электрокардиограммы (ЭКГ), подключенных к плате анализатора импеданса, использовалась для неинвазивного измерения значения импеданса образцов листьев. Заместительная эвапотранспирация (ER) составила: 100%; хорошо поливают, 75%, умеренный водный стресс, 50%; высокий водный стресс и 25%; сильный водный стресс…[3][2]

Результаты показали, что после 20 недель лечения 25% ER имели самое высокое значение импеданса в диапазоне от 0,10 до 0,15 MX на частоте 70–100 кГц. Они объяснили эти результаты более высокой устойчивостью менее орошаемых растений и предложили EIS в качестве простого метода измерения на месте для измерения водного статуса растений (Jamaludin et al. 2015)».[3][2]

Данные

В ходе этого проекта я собрал данные и создал базу данных биологических данных о растениях для обучения моделей машинного обучения, чтобы прогнозировать и понимать состояние и потребности растений в режиме реального времени.

Заключение

В последние годы мы можем наблюдать тенденцию роста технологий благополучия как показатель изменения восприятия того, какими технологии могут или должны быть. От приложений для осознанности и медитации до систем самосовершенствования и сокращения технологий. Этот проект возник из идеи посмотреть, как мы можем использовать технологии для контакта и понимания других форм жизни, и в конечном итоге сосредоточился на том, как, понимая других и вкладывая средства в эти отношения, мы можем улучшить наше благополучие и, в конечном итоге, самих себя. Это понимание заботы о себе через уход за растениями или заботой об окружающей среде является сутью этого стремления к технологической поэзии.