Klimatske promjene: Roboti na farmama mogli bi se boriti s emisijama i rastu hrane

Na farmu budućnosti dolazi robo-revolucija, koja može smanjiti emisiju stakleničkih plinova i podržati rastuće svjetsko stanovništvo.

Istraživači sa Sveučilišta Florida objavili su članak u časopisu Znanstvena robotika U srijedu je pozvao poljoprivredu da se pripremi za budućnost, s bespilotnim letjelicama, autonomnim vozilima, senzorima i još više utirući put održivosti. Senthold Asseng, koji je napisao članak zajedno s Frankom Ascheom, kaže Inverzan da bi te tehnologije mogle riješiti brojne probleme kao što su traktori koji tlače tlo i smanjuju prostor za zrak i vodu. Državno sveučilište u Iowi otkrilo je da to zbijanje može smanjiti prinose za samo 20 posto.

"Znatno povećanje održivosti dolazi od zamjene teških strojeva laganim robotima i bespilotnim letjelicama koje nadilaze problem sabijanja tla u suvremenoj poljoprivredi", kaže Asseng. "Održivost će se također povećati optimiziranjem gnojiva i pesticida za svaki dio polja iu vrijeme kada su oni potrebni, tako da će se gubici s oticanjem i ispiranjem svesti na najmanju mjeru ili u potpunosti izbjeći."

Ona dolazi u vrijeme velike brige za poljoprivredu, jer stručnjaci upozoravaju da bi klimatske promjene mogle potaknuti neke države da dramatično preispitaju svoje izvore hrane kako usjevi počnu propadati. Svjetska banka upozorila je da bi do 2030. godine 100 milijuna ljudi moglo biti uvučeno u ekstremno siromaštvo, a nestašica hrane bila bi visoko na popisu zabrinutosti. Oko milijardu ljudi u svijetu ogladni kao 1,7 milijardi mjera prekomjerne težine od visokog unosa kalorija.

Nacrt para uključuje robote i trutove koji se bave terenom kako bi dovršili zadatke i prikupili podatke. Drugi izvori, kao što su sateliti i minijaturni senzori, mogu pružiti više pojedinosti o trenutnom statusu polja. Te se informacije zatim šalju algoritmima i simulacijskim modelima kako bi razumjeli sve vrste pritisaka, poput vremenske prognoze, potražnje potrošača, tržišnih promjena. To će omogućiti stručnjacima da donesu odluke za poticanje proizvodnje i mogu čak i pomoći donositeljima odluka na višim razinama kako bi osigurali nacionalnu stabilnost hrane.

Sustav bi mogao pomoći u izbjegavanju narušavanja ekosustava. U dokumentu se navodi da su tisuće riba ubijene u Meksičkom zaljevu zbog prekomjernog ispiranja gnojiva u rijeku Mississippi.

"Smanjeni gubitak dušičnih gnojiva smanjit će emisije ugljičnog dioksida", kaže Asseng. “Reorganizacija korištenja zemljišta omogućena putem mnogo fleksibilnijih bespilotnih letjelica i robota kako bi se prisustvovalo malim područjima, bit će još jedan plus za održivost dopuštajući uređenje korištenja zemljišta u krajoliku kako bi se smanjio pritisak štetočina i bolesti. Sve u svemu, to bi moglo smanjiti potrošnju energije i time dodatno smanjiti emisije ugljika. ”

Današnji poljoprivrednik savjetovao bi timove kako najbolje upravljati tim budućim ispostavama, ali timovi bi postupno prelazili na centraliziranije uloge s znanstvenicima za podatke i programerima koji preuzimaju važniju ulogu.

Iako su se istraživanja Assenga i Aschea uglavnom usredotočila na proizvodnju bilja, druga istraživanja pokazuju kako bi korištenje energije moglo učiniti poljoprivrednim gospodarstvima održivost. Međunarodna zračna luka Cochin u Indiji koristila je zemlju ispod svojih solarnih panela kako bi godišnje uzgajala 60 tona povrća. Ideja je poznata kao "agrophotovoltaics", a istraživači sa Sveučilišta Hohenheim u Njemačkoj otkrili su da bi to moglo povećati učinkovitost korištenja zemljišta za 60 posto. Korištenje sunčeve energije za proizvodnju električne energije na farmi moglo bi pomoći daljnjem napretku.

"Roboti u budućim farmama mogli bi se napajati solarnim ili bilo kojim obnovljivim izvorom energije", kaže Asseng. "Barem bi to bilo poželjno, ali nije pred-zahtjev za sustav koji smo opisali u ovom radu."

Kako se planeta kreće prema najgorem scenariju za klimatske promjene, održiviji pristup mogao bi biti potreban sada više nego ikad.

Pročitajte uvodni članak:

Suočeni s globalnim izazovom proizvodnje više hrane zbog rasta stanovništva, potrebno je radikalno preispitivanje kako bi se ublažila ograničenja koja nameće stalno smanjivanje obradive zemlje i slatke vode u promjenjivoj klimi. Nedavno su postignuta dostignuća u poboljšanju sposobnosti i troškova niza tehnologija relevantnih za sustave proizvodnje hrane.Već smo se navikli na ideju autonomnih strojeva, kao što su traktori i kombajni, koji se kreću gore-dolje po polju. Tehnološki napredak opremio je robote i trutove kako bi ostvarili precizne zadatke i istovremeno prikupili velike količine podataka. Struja, gustoća i razlučivost širokog raspona podataka sa satelita kontinuirano se poboljšavaju. Tehnologija jeftinih bežičnih mikro senzora može se prenijeti na udaljene kontrolne stanice, gdje se mogu prikupiti i analizirati "veliki podaci" generirani u određenom sustavu proizvodnje hrane. Na primjer, u određenom polju, podaci s vremenskom razlučivošću sekundi i prostornom rezolucijom cm2 mogu se usporediti s različitih razina krošnje usjeva, od površine tla i od podzemlja. Ti se podaci mogu povezati s postojećim sustavima, simulacijskim modelima ili algoritmima strojnog učenja za izgradnju modela kako bi se optimizirala proizvodnja hrane i korištenje resursa. Količine gnojiva ili pesticida za usjeve ili hranu za stoku ili ribu mogu se izračunati u odnosu na zahtjeve, vremenske i sezonske prognoze, izglede tržišta i zahtjeve potrošača. Na zahtjev, jeftini savjeti za rješavanje problema upravljanja hranjivim tvarima i prepoznavanje i liječenje korova, bolesti i štetnika mogu se pristupiti na webu jer će sve komponente biti povezane s internetom.