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Agricoltura 4.0: Come digital agricoltura sta rivoluzionando il futuro del cibo

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Questo articolo è stato originariamente pubblicato come un TechRepublic storia di copertina.

In Tennessee, proprietari di una fattoria risalente alla metà del 1800 stanno cambiando il modo in cui coltivano i prodotti in modo drammatico. Droni, immagini satellitari, e l’agricoltura di precisione sono parte della tecnologia utilizzata per migliorare i costi, il rendimento, e di altri fattori al di 2.500 acri Crafton Aziende agricole a Portland, TN.

La tecnologia sta cambiando il mondo, e l’agricoltura è in fase di recupero. L’introduzione del tutto automatiche macchine agricole per una vasta gamma di Internet delle Cose (IoT) di sensori per misurare l’umidità del suolo e droni che tiene traccia delle colture hanno cambiato il business dell’agricoltura. Alcuni esperti anche chiamare questo movimento “Agricoltura 4.0” – un termine usato dal Governo Mondiale Vertice.

Una fattoria digitale è più efficiente e sostenibile rispetto ai suoi omologhi del passato. Su una smart, digitale, azienda agricola, coltivazioni, probabilmente sono coltivati con agricoltura di precisione, trattori potrebbe essere auto-guida, il raccolto potrebbe essere determinato da immagini digitali dei campi, e l’agricoltore è in genere lavoro con un agronomo per fornire il know-how tecnologico.

Alcuni dei luoghi principali della rivoluzione sono:

Presso la Purdue University di West Lafayette, IN, il Agronomia Centro per la Ricerca e l’Istruzione (ACRI) valuta costantemente modi migliori per azienda agricola di aumentare la produzione e migliorare l’efficienza, con sensori di raccolta 1.4 petabyte di dati al giorno.Land O’Lakes è l’invio di specialisti di tecnologia dalla sua controllata, WinField Uniti, per mostrare la co-op come Crafton Aziende agricole in Tennessee di modi migliori di fare agricoltura.Coperta aziende agricole, come un Sacco a San Francisco e Jones Alimentare in Europa sono l’agricoltura verticale rack massiccia servizi interni di ridurre significativamente l’impronta di carbonio necessari per coltivare il cibo.

Nutrire 9 miliardi di persone

Con più di 9 miliardi di persone previsto per popolare il pianeta entro il 2050, la ricerca di migliori e più intelligenti modi per far crescere il cibo è essenziale.

Patrick Fumatore, direttore di dipartimento e direttore di istituti di Agricoltura, Informazioni, Tecnologia e Medicina Veterinaria presso l’Università di Purdue, ha detto, “la Nostra linea di fondo è davvero per nutrire il mondo. Per farlo, per nutrire una stima di nove miliardi di persone entro il 2050, dobbiamo aumentare significativamente la produttività in termini di generazione di cibo.”

Purdue, che significa trovare soluzioni che aumentano la produttività per gli agricoltori.

“Come in molti altri mercati verticali, la tecnologia gioca un ruolo importante, il” Fumatore”, ha detto. “Queste tecnologie, se si pensa se si sta misurando gli osservabili tratto di una pianta, si chiama phenomics, come si fa a farlo? Lo si fa con i sensori di tutti i tipi. Si fa con tutto, dai dispositivi portatili che misurano il colore in un impianto di Uav [unmanned aerial vehicles] che vola sopra e prendere LIDAR e di immagini iperspettrali perché quegli spettri di colore di fornire informazioni”.

Il ruolo di big data in agricoltura

Purdue, su una ai 1.408 ettari di podere di ricerca, IoT sensori di valutare ciò che le piante stanno rivelando le loro risposte molecolari e impatto sulla crescita e colore.

“Il nostro lavoro è quello di capire ciò che ogni input, che si tratti di acqua, la fecondazione, i tipi di terreno, ecc…. qualsiasi ingresso c’è, abbiamo bisogno di sapere qual è il suo impatto ha sulla pianta, sia in termini di valore nutritivo perché dobbiamo aumentare il valore nutrizionale della stessa quantità di biomassa che abbiamo ora, se stiamo andando a nutrire il mondo,” Fumatore”, ha detto.

Ha aggiunto, “Se si mettono tutti insieme, in due aree specifiche, c’è la gestione di una fattoria lato, che utilizza la tecnologia per aiutare gli agricoltori a prendere decisioni informate e decisioni di gestione in termini di produzione di alti rendimenti con basso input, tutto il modo di ricerca, il che significa che la raccolta, l’analisi, la visualizzazione, la modellazione, e tutto il calcolo che deve essere dietro.

VEDERE: Il futuro del cibo (ZDNet/TechRepublic speciale)

“Stiamo parlando di big data, collegato a tutto, proprio come il mercato consumer. I nostri frigoriferi, lampadine, ecc…. sono tutti collegati tra di loro, e lo stesso vale per gli attrezzi agricoli e anche le piante stesse, un giorno, essere in qualche modo connesse in termini di sensori incorporati o raccontare la loro storia attraverso le immagini o qualsiasi altro di migliaia di differenti fenomenico osservazioni. Che tutto ciò che stiamo cercando di fare, e la tecnologia gioca molti ruoli che,” Fumatore”, ha detto.

Una delle prime cose che Purdue doveva fare era installare la connettività Wi-Fi di fronte alle 1408 ettari di campi per raccogliere i dati. Così Purdue lavorato con Aruba, Hewlett Packard Enterprise company, per comprendere le sfide e capire come progettare una soluzione a quella scala.

Ma era necessario avere il Wi-Fi per veicoli con sensori, come ACRI, PhenoRover. “Stiamo lavorando e che essere autonomi, ma per ora è un veicolo equipaggiato e che sta raccogliendo tutti i dati, e se si desidera inviare in tempo reale di risorse di calcolo, ad esempio, devi avere la connettività a farlo,” Fumatore”, ha spiegato.

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“Immaginate una macchina che esegue oltre le righe e tutto ciò che di dati e quindi spingendo da qualche parte, il calcolo avviene automaticamente, ci crea un flusso di dati che passa attraverso tutti i suoi algoritmi, la sua trasformazione dei dati e alla fine, il ricercatore visualizzati i dati o di dati modellati in attesa per loro…così è veramente tempestività della raccolta dei dati e di un intero flusso di trasporto, di traduzione, e il consumo di dati,” Fumatore”, ha detto.

Come le immagini satellitari e i droni sono utilizzati in una fattoria

Land O’Lakes insegna ai suoi co-op agricoltori di utilizzare WinField, Stati la Risposta Trama di sistema, che serve come un data warehouse per il raccolto informazioni. La R7 strumento che è parte del sistema raccoglie i dati provenienti da 200 campi specifici giro per gli stati UNITI al fine di fornire dati su cui ibrido colture farà meglio in una determinata area.

Crafton Aziende utilizza questa tecnologia satellitare per migliorare l’efficienza dei costi.

Austin Crafton è quello che ha guidato avere il suo papà fattoria uso di immagini satellitari. Ha detto che la sua famiglia ha coltivato lo stesso campi a partire dalla metà del 1800, ma lo facevano in modo simile, come i loro antenati fino a quando la nuova tecnologia è stato aggiunto.

Il modo in cui il Crafton famiglia ha deciso di aggiungere la tecnologia è stata abbastanza tradizionale–Austin pregò suo padre di provare qualcosa di nuovo. Ora che gli agricoltori vicini a vedere la tecnologia per migliorare i profitti per il Craftons, si sta valutando come bene, ha detto Austin.

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Andrew Laney, senior manager di tecnologia di piombo per WinField e Land O’Lakes, ha detto che tipo di risposta è comune in agricoltura. L’agricoltura è un’industria tradizionale, e gli agricoltori sono restio a cambiare il modo in cui gestiscono i loro raccolti, ma una volta che vedono un vicino di casa che fa qualcosa che funziona, sono molto più propensi ad adottare la stessa tecnica.

A Crafton Aziende agricole, Austin, che gestisce l’azienda con suo padre, Johnny Crafton, si siede con una tazza di caffè al mattino e guarda il suo iPad a scrivere una recensione di immagini satellitari per vedere i campi che hanno bisogno di attenzione, quel giorno; le aree di danno sono evidenziati sull’immagine. Con più di 40 campi, sarebbe impossibile andare oltre ogni riga di ogni campo, ogni giorno, ma individuando i campi di cui potrebbe avere dei problemi, Crafton può restringere il campo ad una manciata di visitare.

“Così, se stai guardando da un’immagine satellitare, hai una macchia rossa in mezzo al campo, e si può tenere traccia di voi e assicurarsi che si sta in quel punto particolare nel campo. Quindi, l’agronomia,” Laney ha detto.

In passato, le aziende agricole hanno dovuto inviare scout di guardare ogni campo, che ancora non ha mostrato quello che stava succedendo nel mezzo di un enorme campo.

Una volta che il problema è stato identificato, l’agricoltore può determinare se provare a riparare i danni che potrebbero essere causati dalla troppa pioggia, o di assumersi la zona è una perdita e smettere di spendere soldi su di esso. Dal momento che il fertilizzante è costoso, è meglio evitare di spendere soldi su un campo che non ha intenzione di produrre un raccolto sano.

“Se sappiamo che un campo non andare incontro a costi di produzione, siamo in grado di tirare un po’ indietro sulla spesa e su misura che per qualsiasi cosa noi pensiamo al campo,” Laney ha detto.

Confronto tra campi di corrente a quelli degli anni precedenti, consente una più accurata analisi dei dati.

Droni venire in pratico quando gli agricoltori hanno bisogno di vedere il campo nella sua interezza, senza passi di distanza.

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“Per esempio, se uno di questi campi è di 200 ettari, e passeggiando per la testa alta o petto-alta mais è difficile e in che periodo dell’anno è davvero caldo, che è dove un drone inizia a fare un sacco più efficiente,” Laney ha detto. “Se sai in questo campo ha un problema, e sai che è nella parte posteriore del campo e non si vuole veramente raggiungere a piedi il lato posteriore di esso, si potrebbe prendere un drone, vola là fuori, ottenere un’istantanea di ciò che sta succedendo, e davvero vicino. Se è qualcosa che si può dire dell’istantanea, non si hanno veramente a piedi. Solo tutti più efficiente”.

Il beneficio dell’agricoltura di precisione

La tecnologia come ritagliare la modellazione è utilizzato per l’agricoltura di precisione. WinField ha iniziato ad offrire un modello di coltivazione, nel 2018, che utilizza i sensori di telerilevamento. Il contadino si inserisce semplicemente in informazioni come il tipo di suolo, in quanto fertilizzante è stato utilizzato, e che giorno è stato piantato. I modelli di software per il ritaglio e dà il contadino informazioni su quando si aspetta il raccolto di essere in una particolare fase di crescita, e che il rendimento atteso sarà, Laney, ha detto.

Questo tipo di tecnologia può ridurre i costi da $15 a $20 un ettaro, che è significativo, quando un contadino, come il Craftons, lavorano con migliaia di acri.

Mentre è facile per la matematica, è ancora difficile da ottenere alcuni agricoltori ad adottare la nuova tecnologia. “Dovete prendere la tecnologia a loro, e si mostra a loro e un sacco di volte che si otterrà il pushback perché è diverso dal modo in cui hanno sempre fatto,” Laney ha detto.

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“Una delle tecnologie che praticamente la maggior parte degli agricoltori di utilizzare ora che era una sorta di stranieri 15-20 anni fa, è stato griglia di campionamento. Campionamento del suolo su una griglia invece di uscire e prendere un campione di un centinaio di ettari di campo, e che rappresentano ciò che fertilizzante dovrebbe mettere giù. Ora che prendo un GPS e di una griglia sul campo e tirare da singoli punti. Così, avrete circa 30 a 40 campioni su un centinaio di ettari di campo”, ha spiegato.

Ora gli agricoltori spina info in un software che fornisce loro informazioni sulla quantità di fertilizzante necessaria per un determinato campo, ha detto.

IoT sensori in campo

L’IoT sensori di Purdue sono utilizzati per la raccolta dei suddetti dati grandi per creare le migliori piante.

“Usiamo un sacco di sensori in campo. Quindi dovremo registrare le tipiche cose che una stazione meteo in un aeroporto che potrebbe registrare, come la temperatura dell’aria, velocità del vento, precipitazioni, ma registriamo anche la quantità di energia solare che riceviamo dal sole, perché il sole è il motore di fotosintesi,” Jim Beaty, sovrintendente della Purdue Agronomia Center, ha detto. “Saremo noi a venire fuori e registrare l’attività fotosintetica delle piante. Vogliamo creare piante che sono molto efficienti nel catturare l’energia solare e trasformarla in tratti che ci interessa.”

La ricerca sul miglioramento delle produzioni vegetali e più Purdue

Presso la Purdue University, l’Agronomia Centro per la Ricerca e l’Istruzione è una fattoria per il test, che serve come un laboratorio all’aperto e centro di ricerca. Il team di ricercatori di studio della genetica e della genomica, come pure la produzione e la ricerca ambientale.

L’aggiunta della tecnologia ha accelerato la produzione di agricoltura negli ultimi anni, secondo Beaty.

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“Siamo di entrare in una nuova fase dove un sacco di tecnologia sta andando in genetica delle piante. Cosa possiamo fare per migliorare le colture geneticamente? E per fare che stiamo utilizzando anche un sacco di altre tecnologie come il GPS per registrare rendimenti in campi, o dove si fanno trattamenti [a migliorare un crop]. E quindi sulla ricerca di che stiamo usando la tecnologia ci aiuta ad identificare le piante che hanno valore per i selezionatori, in modo che siamo in grado di sviluppare utile tratti di piante più rapidamente,” Beaty spiegato.

Purdue test agriturismo è in una posizione unica perché, Beaty, ha detto, “questa particolare azienda è stata selezionata in quanto si trova proprio dove la grande foresta di latifoglie, che si estendeva da qui l’Oceano Atlantico ha incontrato il Grand Prairie. Il Grand Prairie è un erba alta ecologia, che si estendeva da qui tutta la strada attraverso il Nebraska fino a Saskatchewan, in Canada, e in tutto il Ozarks per il Texas. Così due completamente diverse ecologie è venuto insieme in questo percorso e per questo motivo, i nostri terreni sono molto diverse su un lato dell’agriturismo rispetto alle altre, se sono stati sviluppati sotto il letto di foglie di un bosco o sviluppato sotto la zolla di una prateria.”

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Beaty, ha detto, “stiamo utilizzando la tecnologia per migliorare l’efficienza dell’agricoltura, la precisione, la sicurezza dell’approvvigionamento di cibo che viene fuori. Ora abbiamo gli strumenti di registrazione e la direzione assistita di impianto. Siamo in grado di registrare dove si piantano gli elementi, dove abbiamo messo i pesticidi. Siamo in grado di dimostrare dove non dovremmo aver messo su pesticidi con i nostri dispositivi di registrazione. Possiamo usare la tecnologia per creare un disco migliore per la nostra produzione agricola, e siamo davvero sperando che per i consumatori che vogliono sapere dove il loro cibo proviene, che siamo in grado di creare un percorso migliore in questo è dove il cibo è venuto da tutti la via del ritorno al campo.”

Come droni portare a più intelligenti agricoltura

“Come agronomo, mi interessano le piante che possono avere più valore per me,” Beaty detto. “Se ho 10000 piante in campo nel mio programma di allevamento, ho potuto avere un sacco di persone là fuori a prendere appunti ogni giorno o una volta alla settimana, ma se io uso gli strumenti che mi aiutano a identificare come le piante crescono e sopravvivono e come sano sono, posso utilizzare un dispositivo di registrazione.

“Non mi importa quanto il dispositivo passa attraverso il campo. In altre parole, uno studente potrebbe avere un selfie stick con un dispositivo di registrazione alla fine di un selfie stick, cammina su ogni singolo impianto, o si potrebbe avere un dispositivo di volare sopra i campi come un drone o un aereo senza pilota. Potremmo avere dispositivi di registrazione su ruote dispositivo che va su e per i raccolti. Potremmo disporre di strumenti su un Cessna o un satellite. Siamo in grado di raccogliere i dati in un sacco di modi. Stiamo lavorando con gli ingegneri della Purdue per determinare il più efficiente e il modo migliore che possiamo raccogliere i nostri dati”, ha spiegato.

Un aumento della produttività agricola e la riduzione dei costi sono la chiave per gli agricoltori a comprare tech

Il modo per ottenere gli agricoltori ad acquistare in questa tecnologia è quello di rendere la pena il loro tempo, e rese in aumento e di riduzione dei costi sono i principali modi per ottenere la loro attenzione.

Beaty, ha detto, “bisogna sempre avere una resa, ma un sacco di caratteristiche che vogliamo, può essere un valore aggiunto tratti. Si può essere in grado di migliorare il livello di vitamina di una pianta che un’azienda interessata. Abbiamo lavorato sulla modifica dell’amido in una singola pianta di mais, in modo che magari quando c’è stata l’elaborazione di fatto un prodotto migliore per il processore. Stiamo sempre cercando di creare valore”.

Fumatore consentito, e disse: “Dobbiamo dimostrare di valore. Sebbene ogni agricoltore può essere resistente al cambiamento, perché è un noto pratica che produce un risultato noto, la proposta di valore c’è abbassare i costi dei fattori di produzione, aumentando la loro uscite, in diminuzione di lavoro, o di aumentare il valore dei loro prodotti.”

Beaty, ha detto, “la cosa grande circa Il sistema universitario in America stiamo cercando di utilizzare un imparziale la ricerca, la scienza per aiutare anticipo che la tecnologia e dimostrare che è più produttivo e sicuro. La società avrà sempre a rispondere a queste domande: È sicuro? È morale? Non ha valore?”

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