Klimata pārmaiņas: roboti saimniecībās varētu cīnīties pret emisijām un palielināt pārtikas daudzumu

Robo revolūcija nāk uz nākotnes saimniecību, un tā varētu samazināt siltumnīcefekta gāzes un atbalstīt pieaugošo pasaules iedzīvotāju skaitu.

Floridas universitātes pētnieki žurnālā publicēja papīru Zinātnes roboti Trešdiena, aicinot lauksaimniecību gatavoties nākotnei, ar droniem, autonomiem transportlīdzekļiem, sensoriem un vairāk ceļu uz ilgtspējību. Senthold Asseng, kas rakstīja papīru kopā ar Frank Asche, stāsta Apgrieztā ka šīs tehnoloģijas varētu atrisināt vairākas problēmas, piemēram, traktori, kas nospiež augsni un samazina gaisa un ūdens telpu. Aiovas Valsts universitāte konstatēja, ka šī saspiešana var samazināt ražu par 20 procentiem.

„Ievērojamu ilgtspējības pieaugumu nodrošinās smago mašīnu aizstāšana ar vieglajiem robotiem un drones, kas pārvarēs augsnes sablīvēšanas problēmu mūsdienu lauksaimniecībā,” saka Asseng. „Ilgtspējība tiks palielināta, optimizējot mēslošanas līdzekļus un pesticīdus katrai lauka daļai un laikos, kad tie ir nepieciešami, lai zaudējumi ar noteci un izskalošanu tiktu samazināti vai pilnībā izvairītos.”

Tas nāk laikā, kad lauksaimnieki ir ļoti nobažījušies, jo eksperti brīdina, ka klimata pārmaiņas var likt dažām valstīm dramatiski pārskatīt savus pārtikas avotus, jo kultūraugi sāk neizdoties. Pasaules Banka ir brīdinājusi, ka līdz 2030. gadam 100 miljonus cilvēku varētu nonākt galējā nabadzībā, jo bažu sarakstā pārtikas trūkums ir augsts. Aptuveni viens miljards cilvēku pasaulē ir izsalkuši, jo 1,7 miljardi mēra lieko svaru no augstas kaloriju uzņemšanas.

Pāra kontā ir iekļauti roboti un droni, kas aizved uz lauka, lai veiktu pilnīgus uzdevumus un datus par ražu. Citi avoti, piemēram, satelīti un miniatūras sensori, var sniegt plašāku informāciju par lauka pašreizējo statusu. Pēc tam šī informācija tiek ievadīta algoritmiem un simulācijas modeļiem, lai izprastu visu veidu spiedienu, piemēram, laika prognozes, patērētāju pieprasījumu, tirgus maiņu. Tas ļaus ekspertiem pieņemt lēmumus, lai veicinātu ražošanu, un varētu pat palīdzēt lēmumu pieņēmējiem augstākā līmenī, lai nodrošinātu valsts mēroga pārtikas stabilitāti.

Sistēma varētu palīdzēt izvairīties no ekosistēmas traucējumiem. Pētījumā norādīts, ka Meksikas līcī tiek nogalināti tūkstošiem zivju, jo mēslojuma mazgāšana Misisipi upē ir pārmērīga.

„Samazināts slāpekļa mēslojuma samazinājums samazinās oglekļa emisijas,” saka Asseng. „Zemes izmantošanas reorganizācija, izmantojot daudz elastīgākus drones un robotus, lai apmeklētu mazos apgabalos, būs vēl viens ilgtspējības plus, ļaujot organizēt zemes izmantošanu ainavā, lai mazinātu kaitēkļu un slimību spiedienu. Kopumā tas varētu samazināt enerģijas patēriņu un tādējādi papildus samazināt oglekļa emisijas. ”

Šodienas lauksaimnieks konsultētu komandas par to, kā vislabāk pārvaldīt šos nākotnes posmus, bet komandas pakāpeniski pārietu uz centralizētākām lomām, izmantojot datu zinātniekus un programmētājus, uzņemoties lielāku lomu.

Lai gan Asseng un Asche pētījumi galvenokārt vērsti uz augu ražošanu, citi pētījumi parāda, kā enerģijas patēriņš varētu padarīt saimniecības ilgtspējīgākas. Cochin starptautiskā lidosta Indijā izmantoja zem saules paneļu zemju, lai gada laikā audzētu 60 tonnas dārzeņu. Ideja ir pazīstama kā „agrophotovoltaika”, un Vācijas Hohenheimas universitātes pētnieki konstatēja, ka tas varētu palielināt zemes izmantošanas efektivitāti par 60 procentiem. Saules izmantošana, lai radītu saimniecības elektroenerģiju, varētu palīdzēt vēl vairāk attīstīties.

„Roboti nākotnes saimniecībās varētu būt saules vai jebkura atjaunojamā enerģijas avota dzinēji,” saka Asseng. “Vismaz tas būtu vēlams, bet tas nav iepriekš pieprasījums sistēmai, ko mēs aprakstījām šajā dokumentā.”

Tā kā planēta virzās uz sliktāko scenāriju klimata pārmaiņām, tagad vairāk nekā jebkad agrāk varētu būt nepieciešama ilgtspējīgāka pieeja.

Lasiet papīra ievadu šeit:

Ņemot vērā globālo izaicinājumu ražot vairāk pārtikas iedzīvotāju skaita pieauguma dēļ, ir nepieciešama radikāla pārdomāšana, lai mazinātu ierobežojumus, ko rada aizvien mazāka aramzeme un saldūdens mainīgajā klimatā. Nesen ir bijuši sasniegumi, uzlabojot dažādu pārtikas produktu ražošanas sistēmām atbilstošu tehnoloģiju iespējas un izmaksas.Mēs jau esam pieraduši pie idejas par autonomām mašīnām, piemēram, traktoriem un kombainiem, virzoties pa ceļu uz augšu un uz leju. Tehnoloģiskie sasniegumi ir aprīkoti ar robotiem un droniem, lai veiktu precīzus uzdevumus un vienlaikus savāktu lielu datu apjomu. Plūsmas, blīvuma un daudzu datu no satelītiem izšķirtspēja nepārtraukti uzlabojas. Ar zemu izmaksu bezvadu mikro sensoru tehnoloģijām šos datus var pārsūtīt uz tālvadības stacijām, kur var savākt un analizēt konkrētā pārtikas ražošanas sistēmā radītos „lielos datus”. Piemēram, konkrētā laukā datus, kas ir sekundāras laika izšķirtspējas un cm2 telpiskās izšķirtspējas, var apkopot no dažādiem kultūraugu nojumes līmeņiem, no augsnes virsmas un no grunts. Šos datus var saistīt ar esošajām sistēmām, simulācijas modeļiem vai mašīnu mācību algoritmiem modeļa veidošanai, lai optimizētu pārtikas ražošanu un resursu izmantošanu. Mēslošanas līdzekļu vai pesticīdu daudzumus kultūraugiem vai lopbarībai mājlopiem vai zivīm var aprēķināt, ņemot vērā prasības, laika apstākļu prognozes un sezonas prognozes, tirgus prognozes un patērētāju prasības. Tiešsaistes tīklā var piekļūt pēc pieprasījuma, zemas cenas padomiem, lai novērstu barības vielu pārvaldību un nezāļu, slimību un kaitēkļu atpazīšanu un ārstēšanu, jo visi komponenti tiks pieslēgti internetam.