Зміна клімату: Роботи на фермах могли боротися з викидами та вирощувати більше продуктів

Робо-революція приходить на ферму майбутнього, і вона може скоротити викиди парникових газів і підтримати зростаюче населення світу.

Дослідники з Університету Флориди опублікували статтю в журналі Наука робототехніки Середа закликає сільське господарство підготуватися до майбутнього, з drones, автономними суднами, sensors та більше paving шлях для sustainable. Сентхольд Асенг, який написав документ разом з Френком Аше, розповідає Обернено що ці технології могли б вирішити ряд проблем, як трактори, що притискають грунт і зменшують простір для повітря і води. Університет штату Айова встановив, що це ущільнення може зменшити врожайність лише на 20%.

"Значне збільшення стійкості призведе від заміни важких машин легкими роботами та безпілотними апаратами на подолання проблеми ущільнення грунту сучасного сільського господарства", - говорить Асенг. "Стійкість також буде збільшена шляхом оптимізації добрив і пестицидів для кожної ділянки поля і в моменти, коли вони необхідні, так що втрати з стоку і вилуговування будуть мінімізовані або повністю уникнути".

Це відбувається в період великого занепокоєння сільським господарством, оскільки експерти попереджають, що зміна клімату може підштовхнути деякі держави до різкого перегляду своїх харчових джерел, оскільки сільськогосподарські культури починають зазнавати невдачі. Світовий банк попередив, що до 2030 року 100 мільйонів людей можуть бути вимушені до крайньої бідності, а дефіцит продовольства - у списку проблем. Близько одного мільярда людей у ​​світі голодують, як 1,7 мільярди міри надмірна вага від високого споживання калорій.

Контур пари включає роботів і безпілотних літаків, які беруть до поля як для виконання завдань, так і для збирання даних. Інші джерела, такі як супутники та мініатюрні датчики, можуть надати більш детальну інформацію про поточний стан поля. Ця інформація потім подається на алгоритми та імітаційні моделі, щоб зрозуміти всі типи тиску, такі як прогнози погоди, споживчий попит, ринкові зміни. Це дасть можливість експертам приймати рішення для збільшення виробництва, а також може допомогти особам, які приймають рішення на вищих рівнях, забезпечити загальнонаціональну продовольчу стабільність.

Система може допомогти уникнути порушення екосистеми. У документі зазначається, що тисячі риб гинуть в Мексиканській затоці через надлишкове внесення добрив у річку Міссісіпі.

"Зменшення втрат азотних добрив зменшить викиди вуглецю", - говорить Асенг. «Реорганізація землекористування, яка дозволила б мати набагато більш гнучкі дрони і роботів для відвідування невеликих територій, стане ще одним плюсом для забезпечення стійкості, дозволяючи організувати землекористування в ландшафті для зниження тиску шкідників і хвороб. Загалом, це може зменшити споживання енергії, а тому додатково зменшити викиди вуглецю ».

Сучасний фермер порадив би командам краще керувати цими майбутніми форпостами, але команди поступово переходили до більш централізованих ролей, коли науковці з даних та програмісти беруть більш важливу роль.

Незважаючи на те, що дослідження Ассенга та Ашше були зосереджені переважно на виробництві рослин, інші дослідження показують, як використання енергії може зробити ферми більш стійкими. Міжнародний аеропорт Кочін в Індії використовував землю під її сонячними батареями для вирощування 60 тонн овочів на рік. Ідея відома як "агрофотовольтики", і дослідники з Університету Німеччини в Хоенгеймі виявили, що це може збільшити ефективність використання землі на 60 відсотків. Використання сонячної енергії для виробництва електроенергії ферми може допомогти зробити ще більший прогрес.

«Роботи в майбутніх господарствах можуть працювати від сонячних або будь-яких відновлюваних джерел енергії», - говорить Ассен. "Принаймні, це було б бажано, але це не попередній запит на систему, яку ми описали в цьому документі".

Якщо планета рухатиметься до найгіршого сценарію для зміни клімату, то більше, ніж будь-коли, буде потрібно більш сталий підхід.

Ознайомтеся з вступом цієї статті:

З огляду на глобальний виклик виробництва більше продовольства через зростання населення, необхідно радикальне переосмислення, щоб пом'якшити обмеження, що накладаються постійним зменшенням орних земель і прісної води в умовах зміни клімату. Останнім часом було досягнуто проривів у вдосконаленні можливостей та витрат на цілий ряд технологій, що стосуються систем виробництва продуктів харчування.Ми вже звикли до ідеї автономного машинобудування, як трактори та комбайни, що просуваються вгору-вниз по полю. Технологічні досягнення обладнали роботів і дронів для виконання точних завдань і одночасно збирати великі обсяги даних. Потік, щільність і роздільна здатність широкого діапазону даних від супутників постійно вдосконалюються. За допомогою недорогих технологій бездротового мікро-сенсора ці дані можуть бути передані до віддалених станцій управління, де можна зібрати та проаналізувати "великі дані", створені в конкретній системі виробництва продуктів харчування. Наприклад, в конкретному полі дані з тимчасовим дозволом секунд і просторовим дозволом см2 можуть бути зіставлені з різних рівнів купола культури, від поверхні грунту і від надр. Ці дані можуть бути пов'язані з існуючими системами, імітаційними моделями або алгоритмами машинного навчання для побудови моделі для оптимізації виробництва продуктів харчування та використання ресурсів. Кількість добрив або пестицидів для сільськогосподарських культур або кормів для худоби або риби може бути розрахована в залежності від потреб, прогнозів погоди та сезону, ринкових перспектив і потреб споживачів. На веб-сайті доступні недорогі поради на вимогу, для усунення несправностей у керуванні поживними речовинами та розпізнавання та лікування бур'янів, хвороб та шкідників, оскільки всі компоненти будуть підключені до Інтернету.