可穿戴技术很快就会从手腕转移到茎秆上，用树液流动和蒸腾来代替血液流动和呼吸。

美国爱荷华州立大学(Iowa State University)农艺系副教授詹姆斯·施纳布尔(James Schnable)及其同事正在开发一种类似fitbit的传感器，供玉米和其他粗茎作物佩戴。由一个突破性技术奖项来自美国国家科学基金会(National Science Foundation)的研究人员正在追求一个难以实现的目标:在实时、实际领域和变化的天气条件下测量汁液流动的速率。

因为树液流表明了植物在使用和保存多少水，以每小时或每分钟的精度测量它将有助于研究人员更好地了解作物是如何对干旱条件作出反应的。Schnable说，反过来，这将允许研究人员以更快的速度和准确性比较不同基因系的抗旱能力，从而产生更节水的杂交品种，能够忍受从内布拉斯加州到尼日利亚的更恶劣的气候。

农学和园艺学副教授Schnable说:“植物可以采取不同的策略，植物育种者也可以采取不同的策略，这取决于它们的目标、它们所培育的环境和它们所种植的作物。”“然而，所有这些都需要你实际能够看到植物使用了多少水，不是整个生长季节，而是每天或每小时的基础上。”

Schnable说，了解水资源的利用尤其重要，因为植物的抗旱能力与其生产粮食的能力相竞争。当植物打开叶片上的小孔来吸收光合作用所必需的二氧化碳(最终也就是食物)时，部分水分会通过这些小孔流失，使植物更容易受到干旱的影响。为了获得更高的产量而培育的作物会吸收更多的二氧化碳，给水更多的离开的机会。

到2050年，控制这种生理上的拔河——甚至找到延长绳子两端长度的方法——将变得更加重要，届时世界可能需要养活额外的20亿人，同时还要考虑更零星的降雨。

Schnable说，到目前为止，作物育种人员通常通过在干旱条件下进行一系列试验，测量产量，并将这些产量与富水环境下的产量进行比较，来评估新的基因系。产量差异越小越好。

Schnable说:“他们(目前)采用了许多不同的东西，这些东西都能提高耐旱能力，他们把这些东西放在一起，得到了一个产值，那就是:最终产量。”

这个研究小组——包括Schnable的父亲，来自爱荷华州的Patrick——相反，他们想要精确地确定不同作物品种开始或停止节水的条件，这可能有助于使品种适应不同的气候。将这些观察结果与品种的遗传分析结合起来，还可以提供关于不同基因在田间实际影响的更详细信息，指导实验室的改良工作。

Schnable说:“我们在田间测量这些(个体因素)越多，观察品种之间的差异，我们就越能准确地判断出，同样耐旱水平的两条不同的线是如何到达那里的。”“你可以把这些(不同的因素)分离出来，然后分别培养这些单独的因素。

“这样认为:你可以比较他们两辆车的速度,一旦你可以开始撕开(和)看发动机的不同部分,知道发动机的各个部分如何工作的好与坏,那么开始把不同引擎的最佳结合在一起。但只有当你能够分别衡量不同部件的性能，而不是只看最终速度时，你才能做到这一点。”

可怜的SAP呢?

这个团队的项目获得了突破技术项目的资格，这个项目是国家科学基金会为“高风险、高回报”的追求而开发的，部分原因是还没有人成功开发出一种传感器，可以在整个生长季节监测土壤中的汁液流动。

但爱荷华州立大学的梁东(音译)精心设计了一种设计，它将复杂的技术整合到一个小而灵活的组件中，团队希望它能应对一些最棘手的挑战。

为了测量汁液流动的速度，这个手镯状的装置会对它周围的茎部施加少量的热量。微型加热器上方和下方的微型传感器将记录通过的热量，有效地测量汁液带走热量的速度，以及汁液流动的速度。该装置内的纳米结构和纤维的组合应该有助于隔离传感器，防止热量流失，否则会使读数失效。

它的灵活性来自于一根松紧带，可以拉伸以适应玉米秸秆或其他作物茎秆的生长，包括大豆和高粱的茎秆，这些作物茎秆可以在几周内大幅变宽。这种弹性还有另一个作用:允许该设备监测阀杆的直径，这是描述热传播和汁液流动速度的方程的一个因素。

Schnable说:“传感器的力量在于，我们可以非常精确地测量出以前没有实际测量过的东西，也就是核电站使用了多少水。”“挑战在于，如果你设计了一种工具来衡量一些之前没有被衡量过的东西，你怎么知道你做得对不对?”

答案吗?将传感器数据与已知数量进行比较——在这种情况下，内布拉斯加州温室创新中心的精密校准技术。在那里，一系列传送带、高光谱相机和鳞片可以探测到单个植物的水分重量的微弱变化，这些植物要么使用新传感器，要么不使用。Schnable说，从本质上讲，这只是一组测量值与另一组测量值的权衡问题。

他说:“这样我们就可以知道我们生成的是有用的数据还是胡言乱语。”

在个人层面上，它也抓住了这个项目最让他兴奋的地方。

Schnable说:“我最喜欢的合作是那些和我有完全不同技能的人一起工作的项目。””博士。董来自生物医学领域，这就是为什么他知道如何制造可穿戴传感器来解决各种各样的问题。我们面对同样的问题，却有着完全不同的背景和动机。

“仅仅是进行这些对话，了解一些我在任何普通植物科学工作中都不会接触到的话题，就真的很有趣。”