غذا یکی از حیاتی‌ترین نیازهای بشر است. با رشد جمعیت و به دنبال آن افزایش قابل توجه تقاضا باید تولیدات کشاورزی نیز افزایش یابد. به همین دلیل اهمیت استفاده از روش‌های نوین و راه‌کارهای نوآورانه و فناورانه برای تأمین غذای سالم دو چندان شده است. در ادامه مروری داریم بر جدیدترین نوآوری‌ها در این زمینه. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
کشاورزی عمودی، راهکاری برای خروج از بحران غذا و افزایش تولیدات ارگانیک
سامانه کشاورزی عمودی داخلی Infarm در سال ۲۰۱۳ تأسیس شد که قادر به پرورش گیاهان و سبزیجات است. سپس این مزارع مدولار در مکان‌های مختلف برای عرضه به مشتری مانند فروشگاه‌های مواد غذایی، رستوران‌ها، مراکز خرید و مدارس گسترش یافت. بنابراین مشتری نهایی میتواند خود به طور مستقیم محصولات را انتخاب و برداشت کند.
Infarm می‌گوید اکنون بیش از ۵۰۰۰۰۰ گیاه ماهانه برداشت می‌کند و این روش بسیار پایدارتر از کشاورزی و زنجیره تأمین سنتی است. واحدهای زراعی عمودی مدولار و مجهز به اینترنت اشیا مدعی استفاده از ۹۹٫۵٪ فضای کمتر نسبت به کشاورزی مبتنی بر خاک، ۹۵٪ آب کمتر، ۹۰٪ حمل و نقل کمتر و سموم شیمیایی صفر هستند. افزون بر این، ۹۰ درصد از برق مورد استفاده در سراسر شبکه Infarm از انرژی‌های تجدیدپذیر است. هدف این شرکت تنها تولید محصولات تازه‌تر و با طعم بهتر و معرفی مجدد انواع فراموش شده یا نادر نیست، بلکه ایجاد اخلال در زنجیره تأمین فعلی است که ناکارآمد باقی مانده و زباله‌های بسیاری تولید می‌کند.
مزرعه عمودی غول پیکر در دانمارک سالانه هزار تن سبزی تولید می‌کند
تأسیسات کشاورزی عمودی ۱۴ طبقه Nordic Harvest در بازارهای کپنهاگ، در حومه پایتخت دانمارک در دست ساخت است. این مزرعه عمودی با ارتفاع ۱۴ طبقه و در مساحت ۷۰۰۰ متر مربع به زودی تولید سالانه هزار تن سبزی را آغاز خواهد کرد.
مرحله نخست ساخت تأسیسات کشاورزی عمودی توسط شرکت تایوانی YesHealth Group با مشارکت Nordic Harvest، استارتاپی که هدف آن پایداری تولید مواد غذایی از طریق فناوری است، در آوریل سال جاری آغاز شد و تنها در مدت شش ماه به پایان رسید.
پس از اتمام، این بزرگترین و کارآمدترین تأسیسات کشاورزی عمودی در اروپا خواهد بود که مجهز به فناوریهای منحصر به فرد YesHealth Group، رباتیک، هیدروپونیک و آرایه‌های بیش از بیست هزار عدد LED است. افزون بر این، تمام آب و مواد مغذی دوباره مورد استفاده قرار می‌گیرند. طبق نظرسنجی اتحادیه کشاورزان دانمارک، ۹۵ درصد از مردم این کشور مایل به تغییر عادت‌های مصرفی خود برای محافظت از محیط زیست هستند.
سنگاپور نخستین کشوری است که عرضه گوشت مرغ آزمایشگاهی را آغاز می‌کند
آژانس غذایی سنگاپور، شرکت Eat Just (مستقر در ایالات متحده) را برای آغاز فروش گوشت مرغ آزمایشگاهی در سنگاپور تأیید کرد. این گوشت نه از حیوانات ذبح شده است و نه از گیاهان بلکه در آزمایشگاه ساخته می‌شود. جایگزین کردن گوشت با تولید سایر گوشت‌های مصنوعی از طریق چاپ سه بعدی یا استفاده از گزینه‌های گیاهی روندی صعودی دارد.
Eat Just هیچ مرغی را به منظور ایجاد این ناگت‌ها نمی‌کشد. این شرکت از یک روش انقلابی و از سلول‌های عضلانی حیوانات استفاده می‌کند. سلول‌ها از حیوانات و به روش بیوپسی تهیه می‌شوند، سپس آنها کشت داده می‌شوند و به یک راکتور بیولوژیکی منتقل می‌شوند. این گوشت پیش از برداشت با تعدادی پروتئین، اسید آمینه، مواد معدنی، قندها، نمک و سایر مواد مغذی تغذیه می‌شود.
این شرکت که در زمینه جایگزین‌های تخم مرغ و گوشت نیز تخصص دارد، محصول خود را با نام تجاری GOOD Meat در سنگاپور به فروش میرساند. این یک حرکت رو به جلو برای سنگاپور است، کشوری که تقریباً ۹۰٪ از مواد غذایی خود را وارد می‌کند، چیزی که در همه‌گیری کووید۱۹ بسیار تحت تأثیر قرار گرفته است. سنگاپور برای به حداقل رساندن چنین تأثیراتی و کمک به کره زمین، امیدوار است تا سال ۲۰۳۰ شاهد تأمین ۳۰٪ از مواد غذایی این کشور باشد.
روشی که میتواند منجر به ساخت سفره‌های هوشمند شود: Capacitivo
گروهی از پژوهشگران کالج دارتموث با همکاری شرکت مایکروسافت یک روش شناسایی اشیا به نام Capacitivo را برای ایجاد پارچه‌های تعاملی توسعه داده‌اند. روش آنها شامل بافتن شبکه‌ای از الکترودها به پارچه است. حسگرهای یکپارچه تغییرات ایجاد شده در الکترودها را در اثر وجود جسم تشخیص می‌دهند. سپس پارچه به سیستم یادگیری عمیق متصل و برای تشخیص اشیا آموزش داده می‌شود.
پژوهشگران با استفاده از این روش یک سفره ساختند که به یک رایانه متصل شد. وقتی قطعات میوه روی نمونه اولیه قرار می‌گرفت، سامانه نحوه تأثیر آنها بر روی سفره را تجزیه و تحلیل می‌کرد و نام میوه را نمایش می‌داد. این سامانه دارای دقت ۹۴٫۵ بود. چنین سامانه‌ای میتواند برای اهداف مختلفی استفاده شود، از جمله یادآوری کاربران درباره چیزهایی که روی میز گذاشته‌اند و کمک به برنامه‌ریزی وعده‌های غذایی.
پژوهشگران برای تشخیص گوشت فاسد و تازه یک بینی الکترونیکی توسعه داده‌اند
گروهی از دانشمندان دانشگاه صنعتی نانیانگ سنگاپور با همکاری دانشمندان دانشگاه جیانگ‌نان چین و دانشگاه مانش استرالیا یک بینی الکترونیکی توسعه داده‌اند که میتواند تازگی یا فاسد شدن گوشت ماهی، مرغ و گاو را از روی بوی آنها تشخیص دهد. این بینی الکترونیکی PEGS نام دارد.
در این روش بارکدی در بسته‌بندی مواد غذایی قرار می‌گیرد که به گازهای تولید شده توسط فرآیند پوسیدگی واکنش نشان می‌دهد. این بارکد با توجه به غلظت گازها تغییر رنگ می‌دهند. واکنش بارکد به این گازها کاملاً شبیه به عملکرد سیستم بویایی پستانداران است. این گروه برای تبدیل آن به یک فرآیند قابل حمل، یک اپلیکیشن گوشی هوشمند توسعه داده است که میتواند در مدت زمان ۳۰ ثانیه بارکدها را تحلیل و نتیجه را نشان دهد و دارای دقت ۹۸٫۵٪ است.
این بینی الکترونیکی پتانسیل کاهش ضایعات غذا را دارد. بارکدها به مصرف کنندگان کمک می‌کنند تا با اطمینان محصولات مناسب برای مصرف را انتخاب کنند. همچنین با طبیعت غیرسمی و زیست تخریب‌پذیر بارکدها، می‌توان آنها را با اطمینان در تمام قسمت‌های زنجیره تأمین مواد غذایی استفاده کرد تا از طراوت مواد غذایی اطمینان حاصل کند.
نخستین زبان مصنوعی به صورت سه بعدی چاپ شد
این زبان مصنوعی از سطح نرمی تشکیل شده است که بافتی مشابه زبان عادی ما دارد. همچنین دارای خاصیت ارتجاعی و خیس شدن است. دانشمندان از دانشگاه لیدز انگلستان رهبری این پژوهش را بر عهده داشتند. این فناوری میتواند پیامدهای بسیاری برای صنایع غذایی و تغذیه‌ای، دارویی و بهداشتی داشته باشد. سطح این زبان مصنوعی میتواند به عنوان یک ابزار مکانیکی منحصر به فرد برای کمک به تشخیص تقلبی بودن مواد غذایی و نوشیدنی‌ها استفاده شود و به اطمینان از ایمنی مواد غذایی کمک کند.
یک توربین بادی که هم برق و هم آب آشامیدنی تولید می‌کند
بنابر گزارش سازمان جهانی بهداشت میلیاردها نفر در سراسر جهان همچنان به آب آشامیدنی خالص، بهداشت و برق دسترسی ندارند. اگرچه میزان تأمین آب و برق در هند به میزان قابل توجهی افزایش یافته است، اما هنوز هم بسیاری از مردم به این امکانات دسترسی ندارند.
اکنون، یک مخترع جوان به یک راهکار ساده اما ابتکاری دست یافته است که میتواند مشکل آب شرب و برق را حل کند. Madhu Vajrakarur، فارغ‌التحصیل مهندسی برق از آندرا پرادش، هند، یک توربین بادی ابداع کرده است که آب آشامیدنی و برق تولید می‌کند. این توربین بادی آب آشامیدنی تمیز را از رطوبت هوا تولید می‌کند. این توربین بادی به طور متوسط روزانه ۳۰ کیلووات توان و ۸۰ تا ۱۰۰ لیتر آب تولید می‌کند. درواقع میتواند تقاضای برق حدود ۲۵ خانوار را تأمین کند. دریچه‌ای در مرکز فن متصل به توربین بادی وجود دارد که از طریق آن هوا وارد می‌شود. سپس هوا با کمک کمپرسور خنک کننده سرد می‌شود. به این ترتیب بخار آب موجود در هوای مرطوب به آب تبدیل می‌شود و از طریق لوله‌های مسی تصفیه و به مخازن ذخیره‌سازی ارسال می‌شود.
با باهوش‌ترین و کاربردی‌ترین تراکتور برقی جهان آشنا شوید
این وسیله نقلیه که به عنوان تراکتور Monarch شناخته می‌شود، با ترکیب برق، اتوماسیون، یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل داده‌ها موجب بهبود عملکردهای موجود کشاورزان، افزایش بهره‌وری و ایمنی نیروی کار و حداکثر تولید می‌شود. تراکتور Monarch دارای شکل و اندازه معمولی تراکتورهای دیزلی سنتی است، البته جزئیاتی که باعث می‌شود آینده‌نگرتر شود، مانند نور LED آبی که در قسمت جلو قرار دارد و سقف که شامل مجموعه‌ای غنی از حسگرها است.
این تراکتور میتواند با راننده یا بدون آن کار کند، میتواند وظایف از قبل برنامه‌ریزی شده را بدون راننده انجام دهد یا یک اپراتور میتواند از ویژگی‌های اتوماسیون تعاملی Monarch استفاده کند تا تراکتور کارگری را حین کار دنبال کند. صاحبان تراکتور از طریق تلفن هوشمند می‌توانند اعلان‌هایی را از تراکتور در مورد شرایط فعلی هوا و گزارش کار انجام شده دریافت کنند.
ارزیابی خاک مزرعه با ربات‌هایی شبیه کرم خاکی
دانشمندان در حال کار بر روی ربات‌های الهام گرفته از کرم خاکی برای تجزیه و تحلیل خاک کشاورزی هستند. طول هر یک از این ربات‌ها حدود ۳۰ تا ۶۱ سانتی متر است که با مکانیزمی شبیه مته خاک را سوراخ می‌کند و قسمت عقب به طور مکرر به جلو می‌لغزد. هنگامی که ربات‌ها وارد خاک کشاورزی می‌شوند، از مقدار تلاشی که برای انجام این کار لازم است برای تعیین چگالی آن خاک استفاده خواهد شد. همزمان حسگرهای یکپارچه دما و رطوبت آن را اندازه می‌گیرند. از کابل‌های فیبر نوری هم می‌توان برای تصویربرداری از ریشه گیاهان در داخل خاک و اندازه‌گیری فعالیت میکروارگانیسم‌ها همراه با سطح ترکیبات کربن آزاد شده توسط ریشه‌ها استفاده کرد.
یک ربات محوطه‌ساز هوشمند که کارهای باغبانی را به طور خودکار انجام می‌دهد: Yardroid
در حال حاضر تعداد کمی ماشین چمن زن رباتیک و ربات‌هایی برای از بین بردن علف‌های هرز وجود دارد، اما هر یک از آنها تنها یک کار تخصصی انجام می‌دهد. در نتیجه به چندین دستگاه برای انجام خودکار کارهای باغبانی نیاز است.
Yardroid یک باغبان رباتیک با هوش مصنوعی است که چمن‌ها را کوتاه و آنها را آبیاری می‌کند. ربات Yardroid میتواند از هر جهت تا ده متر آب بپاشد. همچنین دو نازل دیگر برای علف‌کش‌ها و سموم دفع آفات دارد. Yardroidبا استفاده از بینایی رایانه و هوش مصنوعی، چمن را مطابق مسیر برنامه‌ریزی شده به طور مستقل شکل می‌دهد. کاربر میتواند با کنترل ربات از طریق تلفن هوشمند، هر وظیفه‌ای را به آن ابلاغ کند. افزون بر این، Yardroid میتواند درب مخزن آب خود را باز و بسته و مخزن را با آب پر کند. این ربات هوشمند میتواند غریبه‌ها را شناسایی کرده و به آنها هشدار دهد یا حتی در صورت امتناع از رفتن روی آنها آب بپاشد. همچنین فیلمی از متجاوزین ضبط و فیلم‌ها را به یک دستگاه تلفن همراه ارسال می‌کند.
Yardroid از خود در برابر سرقت به روشی مشابه، از جمله ارسال موقعیت فعلی خود، محافظت می‌کند. پیش‌بینی می‌شود این ربات از اواسط سال ۲۰۲۱ با قیمت ۲۵۰۰ دلار به فروش برسد.
ساخت اسکلت بیرونی برای کمک به انجام کارهای کشاورزی
توسعه اسکلت بیرونی هدف اصلی پروژه Agriesqueletor است که شرکت GOGOA و Tecnova روی آن کار می‌کنند. وظایف کشاورزی و تلاش برای تحقق آنها، ایجاد چنین ابزاری را ضروری می‌کند، به ویژه برای حمایت از کشاورزان هنگام انجام کارهای روزمره، مانند تمیز کردن علف‌های هرز، برداشت میوه یا جابجایی آنها.
هدف اصلی این اسکلت بیرونی کاهش مشکلات جسمی ناشی از وظایف کشاورزی و در نتیجه کاهش مرخصی استعلاجی است. همچنین Agriesqueletor برای تسهیل در برداشتن و جابجایی بارهای سنگین، بهبود بهره‌وری در کارهای کشاورزی، اطمینان از راحتی و ارائه یک محصول اقتصادی مناسب برای این بخش راه‌اندازی خواهد شد.
برداشت نارگیل با ربات Amaran
نارگیل برای بسیاری از افراد محصولی خوشمزه و مفید است اما برداشت این محصول کار ساده‌ای نیست. افراد ویژه و آموزش دیده باید زندگی خود را با بالا رفتن از درختی به ارتفاع حدود ۱۵ متر به خطر بیندازند تا نارگیل را بچینند. گروهی از پژوهشگران در هند رباتی به نام Amaran طراحی کرده‌اند که میتواند نیاز به برداشت کننده‌های انسانی برای چنین خطری را کاهش دهد. هیچ دو درخت نارگیل یکسان نیستند در نتیجه ساخت یک ربات کامل برای بالا رفتن از درخت و چیدن نارگیل یک کار بسیار چالش برانگیز است.
ربات Amaran برای بالا رفتن از درخت خود را دور درخت حلقه می‌کند. این ربات دارای یک ماژول کنترل ، موتورها ، یک واحد مدیریت نیرو و یک رابط ارتباطی بیسیم است. هشت چرخ به این ربات اجازه می دهد تا از درخت بالا و پایین برود و همچنین در اطراف تنه بچرخد. Amaranتوسط شخصی در زمین کنترل می‌شود که میتواند از یک برنامه یا جوی استیک برای هدایت حرکات ربات استفاده کند. هنگامی که Amaran به هدف خود نزدیک می شود یک بازوی رباتیک با ۴ درجه آزادی دسته نارگیل را جدا می‌کند.
بیشتر بخوانیم:
>> معرفی ۹ ربات پیشرو در صنعت کشاورزی
>> مروری بر فناوری های توسعه یافته در حوزه ی کشاورزی برای برداشت محصول و گرده افشانی
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
