Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Сельское хозяйство

К 2050 году число жителей на планете вырастет до 9,7 млрд человек. Все они будут нуждаться в пище, причем в высококачественной, так как благосостояние общества также возрастет. Чтобы прокормить такое количество людей, сельское хозяйство должно радикально измениться и стать в меньшей степени хозяйством, а в большей степени — масштабным производством. Добиться этого позволят новые технологии, которым The Economist посвятил обстоятельный лонгрид. «Хайтек» отобрал самые интересные тенденции и явления — от дронов и светодиодов до фарм-менеджмента и роботов-сборщиков урожая.

Датчики и счетчики

Сегодня уже существуют умные системы для ухода за растениями — они автоматически поливают и удобряют всходы, учитывая каждый нюанс.

Так, например, работает система выращивания миндаля. Датчики увлажнения, расположенные по всему периметру миндальной рощи, постоянно анализируют почву. Результаты передаются в облачное хранилище, обрабатываются и направляются в систему ирригации с капельными лентами. Каждые полчаса строго определенное количество воды при необходимости смешанное с подходящей дозой удобрений проходит через капельные ленты, напитывая миндальные деревья.

Эта технология, которая экономит до 20% воды, попадает под понятие умного фермерства — системы точного расчета посадки, полива, удобрения и сбора урожая с использованием компьютерных систем.

Современные датчики также анализируют состав почвы и прогнозируют ее плодородность, степень насыщения влагой и удобрениями.

GPS-навигация

EAST NEWS

Системы GPS навигации позволяют узнать точное местоположение тракторов и другой сельскохозяйственной техники вплоть до сантиметров. Благодаря этому техника не возделывает одни и те же отрезки земли несколько раз и не пропускает важные зоны, что раньше происходили повсеместно. Такой подход позволяет сократить затраты на топливо до 40%, а также более эффективно использовать удобрения, гербициды и пестициды.

С помощью GPS на многих фермах уже составляются карты урожая, на которых показано, какие отрезки земли более эффективны и продуктивны, а точная картографическая съемка дает понимание того, как вода воздействует на тот или иной участок земли.

Самолеты и дроны

EAST NEWS

Чтобы собрать данные о своих угодьях, фермеры также используют небольшие самолеты. ЛА измеряют площадь урожая и отличают посевы от сорняков. Технология полиспектрального анализа исследует, как растения впитывают и отражают солнечный свет с разной длиной волн. На основе этих сведений можно определить, какие растения процветают, а какие нет.

Полиспектральные камеры бывают настолько точными, что могут делать снимки отдельных растений, что позволяет еще больше повысить продуктивность.

Многие компании внедряют в сельское хозяйство квадрокоптеры и другие виды БПЛА. Современные фермеры даже используют спутники. Например, Planet Labs полагается на нашумевшие мини-сателлиты CubeSats, которые легко запускать на орбиту и так же легко выводить из эксплуатации. Компании иногда получают доступ к архивам спутниковых данных и могут изучить, как менялись отдельные поля и участки земли с течением времени, сколько биомассы они производили из года в год, а затем сравнить эти данные с современными показателями.

Системы фарм-менеджмента

Подключенные фермы сегодня — обычное дело. Целый ряд стартапов предлагает системы управления сельскохозяйственными делами в разном формате: в виде кооперативного банка анонимизированных данных, в виде стандартной менеджмент-системы или в виде специализированных программ, например, для управления сбором винограда.

Все эти проекты позволяют ценным данным, полученным от датчиков, спутников и других источников, не пропадать впустую, а приносить пользу и повышать продуктивность и производительность.

Роботы для урожая и ухода

RIPPA

Разработанный в Сиднейском университете робот RIPPA на солнечной энергии находит сорняки и ловко их уничтожает, используя тщательно отобранные дозы пестицидов.

Rowbot Systems работает над устройством, которое сможет самостоятельно перемещаться в маисовом поле и подбрасывать удобрения там, где это необходимо, не повреждая при этом хрупкие всходы.

Появляются и роботы-сборщики урожая. Например, SW6010 от AGROBOT с помощью камеры распознает спелые ягоды клубники и собирает только их.

В целом, в ближайшее десятилетие ожидается настоящий робототехнический бум, который затронет и сельское хозяйство.

Светодиоды

LED-лампочки стали настолько дешевыми и эффективными, что закрытые теплицы постепенно оказываются более выгодными, чем открытые сады и огороды. Растения выращивают в супермаркетах, на складах и даже в подвалах. Британский стартап Growing Underground выращивает 20 видов салата под землей на территории сохранившихся после Второй мировой войны бомбоубежищ.

Яркость освещения, поступающего от светодиодов, легко можно регулировать, как и другие показатели, например, температуру и влажность.

Распространение получают и вертикальные фермы, которые тоже выходят за рамки привычных теплиц и посадок и могут адаптировать под различные пространства.

Фенотип как ключ к совершенству

Оптимизация фенотипа растений также творит чудеса. Ученые пытаются максимально точно сымитировать условия произрастания различных культур, чтобы воспроизвести сами культуры.

Калеб Харпер, ученый из Медиалаборатории МТИ, совместно с коллегами разрабатывает «Персональный пищевой компьютер». Это устройство позволит управлять освещением, уровнями CO2, влажностью, температурой воздуха и почвы, а также качествами воды, поступающей через почву к корням, и другими химическими характеристиками.

За условиями развития растения будут непрерывно наблюдать веб-камеры, которые подключены к специальному ПО. По цвету и форме листьев они определяет степень роста, а специальные датчики выявят зоны активного фотосинтеза — этим процессом, кстати, ученые тоже постепенно учатся манипулировать. Технологии даже позволяют регулировать вкусовые свойства культур. Несколько десятков «Персональных пищевых компьютеров» уже есть на рынке, а 100 других готовится к выпуску.

Генетические эксперименты

EAST NEWS

Фермы все больше напоминают фабрики, в которых все процессы отлажены, а продукты защищены от любых капризов природы. Знание особенностей ДНК растений, ее последовательности совершенствует процесс селекции. Больше не нужно выращивать растения до полного созревания, чтобы понять, удалось ли добиться нужных характеристик. Достаточно лишь изучить геном.

Конечно, генетическую модификацию сдерживает недоверие общественности и этические проблемы. При этом за последние десятилетия так и не было доказано, что употребление в пищу ГМО-продуктов негативно отражается на здоровье.

Технологии редактирования ДНК не стоят на месте — сегодня можно заменить или удалить буквально один нуклеотид. Такой подход больше похож на естественную мутацию, на основе которой строится селекция.

Не стоит забывать и о технологии «генетических ножниц» CRISPR/Cas9, которая в перспективе позволит редактировать геном растений и защищать их от вирусов и паразитов.

Животные: контроль и модификация

EAST NEWS

Крупный рогатый скот уже не носит на шее колокольчики — на смену им пришли умные датчики. Один из таких примеров — Smartbell, который отслеживает двигательную активность животного и передает данные в облачное хранилище. Датчики движения также позволяют понять, готова ли корова к осеменению.

Некоторые устройства устанавливают прямо в первый отдел желудка — так называемый рубец, где измеряют кислотности и даигностируют проблем с ЖКТ.

Ученые также используют генетическую модификацию, чтобы сделать животных более безопасными. Например, выводят голштинских коров без рогов. Изменение генов также применяют, чтобы создать у свиней иммунитет к африканскому свиному гриппу.

Фермеров становится все меньше

Но главный признак прогресса — это тот факт, что с землей сегодня работает все меньше людей. Их работу теперь выполняет специальная сельскохозяйственная техника, системы распространения удобрений и агрохимикатов, роботы, дроны и другие устройства.

В 1900 году 41% рабочей силы в Америке работал на фермах, а сегодня этот показатель составляет лишь 2%. И постепенно эта тенденция приходит в другие страны, даже в страны третьего мира.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Чили становится центром дешевой возобновляемой энергетики
Тренды
Китайцы научились обходить запрет на торговлю биткойнами
Блокчейн
ИИ выведет систему образования из кризиса
Тренды
Создана новая технология 3D-печати более прочной и пластичной стали
3D-технологии
Блокчейн
«Люди берут кредиты, чтобы купить биткойны»
Готовимся к ICO. Инструкция, часть 2
ICO
Немецкие ученые разработали стабильный квантовый вентиль из кремния
Квантовые компьютеры
В МТИ разработали прибор, который избавит пациентов от уколов
Медицина будущего
Доказана эффективность лечения рака генно-модифицированными клетками
Борьба с раком
Мнения
Бывший вице-президент Facebook: «Соцсети разобщают людей»
2D-игры помогут выявить опасные наклонности алгоритмов
Идеи
Новый бионический протез управляет каждым пальцем по отдельности
Медицина будущего
Microsoft выпустила язык квантового программирования Q#
Квантовые компьютеры
Первая VTOL-гонка пройдет в 2019 году в австралийской пустыне
Летающие автомобили
Deloitte предсказывает рост киберспорта, цифровых транзакций и AR
Прогнозы
Искусственная ДНК помогает бороться с неизлечимым заболеванием
Биотехнологии
Россия выступила против добычи ископаемых на астероидах
Тренды
Новая стратегия уничтожения бактерий, вызывающих хронические инфекции
Медицина будущего
В Иннополисе стартовал первый чемпионат DigitalSkills
WorldSkills
Прогнозы
Люди-киборги, миссия на Марс и ужасы ИИ: прогнозы от Илона Маска
Найдены доказательства существования новой формы материи
Научные открытия
Криптовалюты
Deutsche Bank: «Крах биткойна — один из главных рисков 2018 года»
Shell и GE передают управление в руки алгоритмов
Автоматизация
Honda CB4 Interceptor — мотоцикл, использующий энергию ветра
Идеи
Индия переживает бум чатботов-психологов
Чатботы
Новый вид 3D-печати за секунды создает объекты с помощью голограмм
Тренды
Граждане США могут навсегда лишиться цифровой приватности
Приватность
Германия установит рекорд в ветровой энергетике в 2017 году
Чистая энергия
Биотех-компания набивает татуировки с ДНК близкого человека
Биотехнологии
Британия планирует стать раем для космических стартапов
Космические планы
Илон Маск: «Tesla разрабатывает лучший в мире ИИ для беспилотников»
Беспилотные технологии
Электричество поможет диагностировать рак
Борьба с раком
Искусственный интеллект
Ученые вставили мозг червя в робота Arduino
Сэм Альтман: «Люди вошли в стадию коэволюции с ИИ»
Искусственный интеллект
Созданы самые надежные перовскитовые фотоэлементы с КПД 19%
Солнечная энергетика
Эксперт Ford: «Автомобили будут отдавать бесплатно в обмен на данные»
Мнения
ИИ изучил автоматизацию и пришел к выводу, что она не угрожает людям
Тренды
«Биткойн выдержит апокалипсис»
Блокчейн
В США стартовали первые торги биткойн-фьючерсами
Блокчейн
«Люди достигли пределов биологических возможностей»
Мнения
Космические планы
Надувная орбитальная станция Bigelow увеличилась в объемах в 15 раз
Швейцарские банки: «Лучшие дни биткойна еще впереди»
Биткойн
У детей из богатых семей в 10 раз больше шансов стать изобретателями
Социальные инновации
Франция одобрила блокчейн для торговли ценными бумагами
Финтех
Процессор Titan V превратит любой ПК в суперкомпьютер
Железо
Создан новый вид металлического стекла
Новые материалы
Квантовые технологии
Создана квантовая версия жизни
«Китай сравняется или даже превзойдет США в развитии ИИ»
Искусственный интеллект
Разработана версия CRISPR, не требующая разрезания ДНК
Идеи