1月15日，美国能源部先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布资助OPEN+群组计划系列的4个面向生物能源和农业的传感器新项目^[1]。ARPA-E创建的OPEN+群组计划专注于为创新技术和新社区创造具有针对性和高价值的机遇。迄今为止，ARPA-E已经宣布了核能材料科学项目、低成本和超耐用混凝土项目，以及从甲烷中创造高价值碳和氢的新方法等3个批次的项目。

　　本次宣布的项目将致力于开发超低能量分布式传感器，以提高农业生产效率和生物能源农作物的生存能力，并普遍地降低农业对能源和水的需求。这4个新项目分别为：

　　（1）千兆赫综合性超声波土壤成像仪。该项目由美国Geegah公司负责，资助经费50万美元。目标是开发廉价、使用兆赫兹至吉赫兹超声波的无线传感器，用于测量水含量、土壤化学物质、根系生长和线虫（一种小型蠕虫）害虫，使农民能够在减少水和农药使用量的同时提高生物燃料农作物的产量。该设备可重复使用，包括传感器套件和无线电接口，可与地上农用车辆通信。这种传感和成像技术的新颖集成可为基于精确传感器的数字农业提供低成本解决方案。

　　（2）用于大型节能智能农场的零功率无线红外数字化传感器。该项目由美国东北大学负责，资助经费163万美元。目标是开发免维护的传感器网络，通过监测植物的水含量来提高能源和农业利用率。研究人员将利用零功率传感器形成分布式网络，捕获、处理和传递实时数据，帮助农民提高产量。具体而言，传感器将监测与水分胁迫相关的植物特性，将这些数据无线传输到灌溉系统的控制中心。该技术在待机模式下不会消耗任何电力，从而消除了更换电池的成本。

　　（3）使用可降解分析传感器网络的精确农业。该项目由美国科罗拉多大学博尔德分校负责，资助经费169万美元。目标是开发3D打印、可生物降解的土壤传感器，使农民能够准确了解农作物水和肥料的需求。这些传感器节点可嵌入田地中，在耕作季节准确连续地监测土壤和农作物的健康状况，然后完全无害地融入土壤。该方法可实现农民对土壤的实时监测，减少农业生产对能源和水的需求，并增加土壤中的碳含量。

　　（4）用于早期检测侵入生物燃料农作物的寄生虫的低成本无线化学传感器网络。该项目由美国犹他大学盐湖城分校负责，资助经费216万美元。目标是开发能早期检测生物质农作物生产中的侵入性杂草或昆虫的低功率传感器，这将提高农作物生产的整体能效。杂草和昆虫如不能在检测后的一周内去除，将造成约40％的生物质农作物损失。早期检测后，即使只使用少量杀虫剂和除草剂，也可以最大限度地减少此类损失，从而显著提高生物质生产的经济性。                   （郑颖）