SVENSKA

Jordbruk 4.0: Hur digital produktion är att revolutionera framtidens mat

130

Noll

Denna artikel publicerades ursprungligen som en TechRepublic omslag.

I Tennessee, ägare av en gård med anor tillbaka till mitten av 1800-talet förändras, hur de växer livsmedel dramatiskt sätt. Drönare, satellitbilder, och precisionsodling är en del av den teknik som används för att förbättra kostnader, avkastning och andra viktiga faktorer vid 2.500 hektar stora Crafton Gårdar i Portland, TN.

Teknik är att förändra världen, och ett ekologiskt jordbruk är att fånga upp. Införandet av allt från automatiserade gård utrustning till ett brett utbud av Internet of Things (IoT) sensorer för att mäta markens fuktighet och drönare att hålla reda på grödor har förändrat verksamheten för jordbruk. Vissa experter kallar denna rörelse “Jordbruk 4.0” – en term som används av den Värld Regeringen Toppmötet.

En digital gård är mer effektiv och mer hållbar än sina motsvarigheter i det förflutna. På en smarta, digitala gård, grödor är sannolikt ökat med precision agriculture, traktorer kan vara självgående, skörden kan bestämmas genom att digitala bilder av fälten, och bonden är normalt arbetar med agronom att ge tekniskt know-how.

Några av de platser som leder revolutionen är:

Vid Purdue University i West Lafayette, IN, Agronomi Centrum för Forskning och Utbildning (ACRE) är ständigt utvärdera bättre sätt till gård för att öka avkastningen och öka effektiviteten, med sensorer för att samla in 1.4 petabyte av data dagligen.Land O ‘ Lakes är att skicka ut teknik specialister från dess dotterbolag, WinField United, för att visa co-ops som Crafton Gårdar i Tennessee bättre sätt av jordbruk.Inomhus gårdar som Gott i San Francisco och Jones Mat i Europa är jordbruk den vertikala rack i massiv inomhus faciliteter som avsevärt minska den klimatpåverkan som behövs för att odla mat.

Utfodring 9 miljarder människor

Med mer än 9 miljarder människor förutspådde att befolka planeten år 2050, att hitta bättre och smartare sätt att odla mat är viktigt.

Patrick Rökare, prefekt och chef för DET för högskolor för Jordbruk, informationsteknik och Veterinärmedicin vid Purdue University, sa, “Vår kardemumman är verkligen för att föda världen. För att göra det, för att mata uppskattningsvis nio miljarder människor år 2050, måste vi kraftigt öka vår produktivitet i form av mat generation.”

Vid Purdue, som innebär att hitta lösningar som ökar produktiviteten för jordbrukare.

“Precis som i många andra vertikala marknader, teknik spelar en stor roll,” Rökare sagt. “Dessa tekniker, om du tänker på om du mäter observerbara drag av en växt, vi kallar det fenomik, hur gör du det? Du gör det med sensorer av alla typer. Du gör det med allt från handhållna enheter som mäter färg i en fabrik, obemannade farkoster [obemannade flygfarkoster] att flyga över och ta LIDAR-och hyperspektrala bilder eftersom de spektrum av färg ge information.”

Rollen som big data i jordbruk

Vid Purdue, på en 1,408-acre forskning gård, IoT sensorer bedöma vad växterna avslöjande av deras molekylära reaktioner och hur det påverkar tillväxt och färg.

“Vårt jobb är att förstå vad varje ingång, oavsett om det är vatten, gödning, jord typ, etc., oavsett vilken ingång det är, vi behöver veta vad dess inverkan på anläggningen, både i termer av näringsvärde eftersom vi har för att öka näringsvärdet av samma mängd biomassa än den vi har nu om vi ska föda världen,” Rökare sagt.

Han tillade: “Om du sätter alla som tillsammans i två områden, det är företagslednings-sida som använder teknik för att hjälpa jordbrukare att fatta välgrundade beslut och administrativa beslut i fråga om produktion av hög avkastning med låg ingång, hela vägen till forskning, vilket innebär att du att samla in, analysera, visualisera, modellera, och alla de beräknar att vara bakom det.

SE: The future of food (ZDNet/TechRepublic speciell funktion)

“Vi pratar om big data, ansluten till allt, precis som våra konsument-marknaden. Vårt kylskåp, glödlampor, etc., alla anslutna idag, och det samma är sant för jordbruksredskap och även växterna själva en dag kommer att vara ansluten på något sätt i form av inbyggda sensorer eller att berätta sin historia genom bilder eller någon annan en av tusen olika phenomic observationer. Det är det vi försöker göra, och tekniken spelar många roller i att” Rökare sagt.

En av de första saker Purdue hade att göra var att installera Wi-Fi-anslutning i hela 1,408 hektar fält för att samla in data. Så Purdue arbetat med Aruba, en Hewlett Packard Företag företag, för att förstå de utmaningar och räkna ut hur att konstruera en lösning på denna skala.

Men det var nödvändigt att få till Wi-Fi på plats för fordon med sensorer, såsom ACRE är PhenoRover. “Vi jobbar på att vara autonoma, men just nu är det en bemannade fordon och du är att samla in all data, och om vi vill att sända det i realtid för att beräkna resurser, som ett exempel, du måste ha anslutning för att göra det,” Rökare förklaras.

SE: Ordlista: Smart farming

“Och så föreställ dig en maskin som kör över rader och ta in all data och sedan trycka in det någonstans, beräkna sker automatiskt, skapar oss en ström av data och den går igenom alla sina algoritmer, data omvandling och i slutet, forskaren har visualiserade data eller modellerade data som väntar på dem…så det är verkligen en fråga om aktualitet för insamling av data och en hel ström av transporter, översättning och konsumtion av data,” Rökare sagt.

Hur satellitbilder och drönare används på en gård

Land O ‘ Lakes lär dess co-op för jordbrukarna att använda WinField United Svara på Tomten systemet, som fungerar som ett datalager för att beskära information. Den R7 verktyg som är en del av systemet samlar in data från 200 specifika fält runt OSS för att ge uppgifter om vilken hybrid grödor kommer att göra bäst inom ett visst område.

Crafton Gårdar använder denna satellit-teknik för att förbättra kostnadseffektiviteten.

Austin Crafton är den som gick i bräschen med sin pappas gård använda satellitbilder. Han sa att hans familj har varit jordbruk samma områden sedan mitten av 1800-talet, men de gjorde det på liknande sätt som deras förfäder fram den nya tekniken har lagts till.

Det sätt som Crafton familj bestämde sig för att lägga teknik var ganska traditionell–Austin bad sin pappa att prova något nytt. Nu intilliggande jordbrukare att se tekniken förbättra vinster för Craftons, de funderar på det också, sa Austin.

Ladda ner denna artikel som PDF (gratis registrering krävs).

Andrew Laney, senior technology manager leda till WinField och Land O ‘ Lakes, sade den typen av svar är vanlig i odling. Jordbruk är en traditionell bransch, och bönder avskyr att ändra det sätt de sköter sina grödor, men när de ser en granne för att göra något som fungerar, de är mycket mer benägna att anta samma teknik.

På Crafton Gårdar, Austin, som driver gården med sin pappa, Johnny Crafton, sätter sig ner med en kopp kaffe på morgonen och ser på sin iPad för att granska satellitbilder för att se vilka områden som behöver uppmärksamhet den dagen; områden med skador som är markerade på bilden. Med mer än 40 fält, det skulle vara omöjligt att gå över varje rad i varje fält varje dag, men genom att precisera vilka områden som kan ha problem, Crafton kan begränsa det till en handfull att besöka.

“Så, om du tittar på det från en satellit bild, du har fått en röd fläck i mitten av fältet, och du kan spåra dig själv och se till att du är i just den plats i fältet. Sedan, agronomi tar över,” sade Laney.

I det förflutna, gårdar var tvungen att skicka scouter ska titta på varje område, som fortfarande inte vad som pågick mitt i ett stort område.

När ett problem identifieras, jordbrukaren kan avgöra om de ska försöka reparera den skada, som kan orsakas av för mycket regn, eller anta att området är en förlust och sluta spendera pengar på det. Eftersom gödsel är dyrt, det är bättre att undvika att spendera pengar på ett område som inte kommer att producera en frisk gröda.

“Om vi vet att ett fält inte kommer att träffa produktionskostnader, vi kan dra sig tillbaka en liten bit på utgifterna och skräddarsy det till vad vi tror att området kommer att göra,” sade Laney.

Att jämföra nuvarande fält som tidigare år möjliggör en mer exakt analys av data.

Drönare kommer väl till pass när jordbrukarna behöver för att se fältet i sin helhet utan att gå avståndet.

SE: Ordlista: Smart farming

“Till exempel, om ett av dessa fält är 200 hektar, och går genom huvudet, hög eller bröstet hög majs är hårt och vid denna tid på året det är riktigt varmt, det är där en drönare börjar göra dig mycket mer effektiv,” sade Laney. “Om du vet detta område har ett problem, och du vet att det är i den bakre delen av fältet och du vill verkligen inte att gå till baksidan av det, kan du ta en drone, flyger ut där, får en bild av vad som händer, och titta på det riktigt nära. Om det är något du kan berätta från bild, du behöver verkligen inte gå ut där. Det är bara att göra alla mer effektiv.”

Förmån för precisionsjordbruk

Teknik som gröda modellering används för precisionsjordbruk. WinField började erbjuda en gröda modell 2018 som använder remote sensing. Jordbrukaren bara pluggar i information såsom jordart, hur mycket gödsel som användes och vilken dag det var planterade. Programvaran modeller grödan och ger lantbrukaren information om när du kan förvänta dig grödan att vara på ett visst skede av tillväxt, och vad den förväntade avkastningen kommer att vara, sade Laney.

Denna typ av teknik kan sänka kostnaderna med $15 till $20 en hektar, vilket är viktigt när en bonde, som Craftons, arbetar med tusentals hektar.

Även om det är enkel matematik, det är fortfarande svårt att få några bönder att införa ny teknik. “Du har för att ta tekniken ut till dem, och du visar det för dem och många gånger du kommer att få stift eftersom det skiljer sig från det sätt som de alltid har gjort det”, sade Laney.

SE: The future of food (ZDNet/TechRepublic speciell funktion)

“En av de tekniker som ganska mycket som de flesta bönder använder nu som var rätt främmande för 15-20 år sedan var grid provtagning. Jordprovtagning på en grid istället för att gå ut och ta ett prov av ett hundra hektar stora området, och som representerar vad som gödselmedel bör du lägga ner. Nu kommer de att ta en GPS och att de kommer att lägga ett rutnät på området och de kommer att dra från enskilda punkter. Så, har du ungefär 30 till 40 prover på hundra hektar stora området”, förklarade han.

Nu jordbrukare plug-in info i programvara som ger dem information om hur mycket gödsel behövs för ett visst område, sa han.

Sakernas internet sensorer i området

Sakernas internet sensorer vid Purdue används för att samla in ovan nämnda big data för att skapa bättre växter.

“Vi använder en hel del sensorer i området. Så vi ska spela in den typiska saker som en väderstation på en flygplats kan spela in, såsom temperatur, vindhastighet, nederbörd, men vi har också spela in den mängd solenergi som vi får från solen eftersom solen är motorn i fotosyntesen,” Jim Beaty, föreståndare för Purdue Agronomi Center, sade. “Vi ska komma ut och spela in den fotosyntetiska aktiviteten av enskilda växter. Vi vill skapa växter som är mycket effektiva i att fånga solenergi och omvandlar den till egenskaper som vi är intresserade av.”

Forskning på att förbättra produktionen av grödor och mer vid Purdue

Vid Purdue University, Agronomi Centrum för Forskning och Utbildning har en gård för att testa att det fungerar som en offentlig laboratorium och forskning anläggning. Det team av forskare studera genetik och genomik samt växtodling och miljöforskning.

Tillägg av teknik har påskyndat produktion jordbruk under de senaste åren, enligt Beaty.

SE: Ordlista: Smart farming

“Vi typ in i en ny fas där mycket av tekniken är att gå in i genetiken i växter. Vad kan vi göra för att förbättra grödor genetiskt? Och för att göra det vi också på att använda en massa annan teknik som GPS för att registrera avkastningen i fält, eller där vi gör behandlingar [att förbättra en gröda]. Och sedan på forskning sidan av det, vi använder tekniken för att hjälpa oss att identifiera de växter som har värde för växtförädlare, så att vi kan utveckla användbara egenskaper i växter snabbare”, Beaty förklaras.

Purdue testa gård är en unik plats på grund, Beaty sade, “denna gård valdes ut eftersom det ligger precis där den stora lövskog som sträckte sig från här till Atlanten träffade Grand Prairie. Grand Prairie ligger i en hög gräsbevuxen ekologi som sträckte sig från här hela vägen genom Nebraska upp till Saskatchewan, Kanada, och runt Ozarks till Texas. Så två helt olika miljöer samlades på denna plats och på grund av att våra jordar är mycket olika på ena sidan av gården mot den andra, oavsett om de har utvecklats under löv i en skog eller utvecklas enligt spadtaget för en prairie.”

Ladda ner denna artikel som PDF (gratis registrering krävs).

Beaty sade, “Vi använder teknik för att förbättra effektiviteten i jordbruket, noggrannhet, säkerhet livsmedelsförsörjning som kommer ut. Nu har vi inspelning av instrument och assisterade styrsystemet plantering. Vi kan spela in där vi planterar objekt, där vi sätter på bekämpningsmedel. Vi kan bevisa där vi inte har satt på bekämpningsmedel med vår inspelning enheter. Vi kan använda denna teknologi för att skapa ett bättre resultat för våra jordbruk produktion, och vi hoppas verkligen att det för konsumenter som vill veta var deras mat kommer ifrån, som vi kan skapa en bättre väg om det är där din mat kom från hela vägen tillbaka till fältet.”

Hur drönare leda till smartare jordbruk

“Som en agronom, jag är intresserad av de växter som har mest värde för mig,” Beaty sagt. “Om jag har 10 000 växter i området i min avel, jag kunde ha en hel del människor där ute som tar anteckningar varje dag eller en gång i veckan, men om jag använder instrument för att hjälpa mig att identifiera hur växter växer och att överleva och hur friska de är, jag kan använda en anordning för att göra det.”

“Jag bryr mig inte hur att enheten går genom området. Med andra ord, en student kan ha en selfie stick med en anordning i änden av en selfie pinne, gå över varje enskild anläggning, eller vi kanske har en enhet som flyger över områden som en drönare eller en obemannade fordon. Vi kunde ha anordningar på hjul enhet som går upp över grödor. Vi kunde ha instrument på en Cessna eller en satellit. Vi kan samla in data på en massa sätt. Vi arbetar med tekniker vid Purdue för att hjälpa oss att avgöra det mest effektiva och bästa sätt att vi kan samla in våra data”, förklarade han.

Ökade skördar och minska kostnader är viktiga för jordbrukare att köpa in teknisk

Ett sätt att få jordbrukarna att köpa till denna teknik är att göra det lönar sig, och att öka avkastningen och minska kostnader är viktiga sätt för att få deras uppmärksamhet.

Beaty sade, “Du har alltid att ge, men många av de egenskaper som vi ser kan vara värdehöjande egenskaper. Vi kanske kan förbättra vitamin nivå av en anläggning som ett företag är intresserad av. Vi har jobbat på att modifiera stärkelse i en enskild majs växt så det kanske när det var bearbeta det gjorts en bättre produkt för processorn. Vi försöker alltid att skapa värde.”

Rökare höll med, och sa, “Vi måste visa värde. Även om en jordbrukare kan vara resistenta mot förändring eftersom han har en känd praxis som producerar ett känt resultat, värdeerbjudande det är att sänka sina kostnader för insatsvaror, öka deras produktion, minskad arbetskraft, eller öka värdet på sin produkt.”

Beaty sade, “Den stora sak om universitetet i Amerika är att vi försöker använda objektiv forskning, vetenskap för att hjälpa till att föra fram denna teknik och visa att det är mer produktivt och säkert. Samhället kommer alltid att svara på dessa frågor: Är det säkert? Är det moraliskt? Har den för värde?”

Ladda ner denna artikel som PDF (gratis registrering krävs).

Se också

Smart farming: Hur sakernas internet, robotik och AI är att hantera ett av de största problemen av seklet (ZDNet)Hur som själv kör traktorer, AI, och precisionsjordbruk kommer att rädda oss från den förestående livsmedelskris (ZDNet)måltidsersättning göra tech arbetstagare mer produktiva. De kan också lösa svälten i världen? (ZDNet)världens viktigaste kall anläggning för lagring av säkrar framtidens mat (ZDNet)Topp 5 sätt tekniken förändras mat (ZDNet)Det lugnt teknisk revolution omkörning mjölkproduktion industrin (TechRepublic)Hur drönare är att ändra jordbruk på landsbygden i Japan (TechRepublic)Mer Mat Tech täckning (TechRepublic Blädderblock magazine)

Relaterade Ämnen:

CXO

Digital Omvandling

Tech-Industrin

Smarta Städer

Cloud