26. december 2023 (Nanowerk Spotlight) Forskere har længe søgt at forbedre fødevarer og landbrugspraksis gennem avancerede teknologier som sensorer og trådløs dataoverførsel. Vedvarende udfordringer omkring effektiv overvågning af afgrøder og fødevarekvalitet har bremset fremskridtene. Nu, nye nanofremstillingsteknikker og Tingenes internet (IoT)-forbindelse kan snart åbne op for smartere, bæredygtigt landbrug drevet af en tilstrømning af markdata. Fremskridt inden for sensorteknologi har introduceret en bred vifte af instrumenter til fødevarer og landbrug. Disse omfatter sensorer til at detektere specifikke patogener i fødevarer, fugtniveauer i jorden og endda flygtige organiske forbindelser frigivet af planter under stress. Sådanne sensorer hjælper med tidlig påvisning af fordærv eller sygdom, hvilket muliggør rettidig indgriben. Integrationen af disse sensorer med IoT-platforme giver mulighed for overvågning og dataanalyse i realtid, hvilket øger effektiviteten af landbrugspraksis.
En tidslinjefigur, der dækker årsvis forbedring af sensorteknologier og IoT-enheder til både mad- og plantesensing. (© Wiley-VCH Verlag) Håndholdte enheder og andre bærbare computere er dog stadig begrænsede, da kedelige laboratoriebaserede tests stadig dominerer i landbruget og fødevareproduktionskæderne i dag. Dette fører til kritiske forsinkelser fra det tidspunkt, hvor prøverne indsamles, indtil vigtige beslutninger kan træffes, hvilket resulterer i madspild, lavere udbytte og miljøpåvirkninger. Kraftige innovationer uden for sektoren har åbnet nye muligheder. Fremskridtene i fremstillingen, der understøtter bærbare biosensorer til sundhedspleje, bliver nu tilpasset til veterinær- og landbrugsapplikationer. Parret med trådløse netværk og cloud-dataanalyse muliggjort af fremskridt i IoT-platforme og kunstig intelligens (AI), små, monterede instrumenter tillader potentielt konstant afgrødeovervågning ved kilden. En nylig udgivelse i Avancerede intelligente systemer ("Internet of Things-aktiverede fødevare- og plantesensorer til at styrke bæredygtighed") præsenterer en omfattende gennemgang af to nøgleområder: For det første udbredelse af omkostningseffektive, højtydende sensorer for at forbedre fødevaresikkerhed, kvalitet, plantevækst og sygdomshåndtering; og for det andet anvendelsen af IoT-aktiverede sensorer, der styrker landmænd, interessenter og agro-fødevareindustrien gennem hurtige tests og forudsigende analyser udledt af sensorgenererede data, ved hjælp af AI.
Automatisering af brugte værktøjer er fortsat en nøglebarriere
Mens fødevareindustriens værktøjer er blevet billigere, hurtigere og mere mobile, står slutbrugerne stadig over for et alvorligt automatiseringsunderskud, når de forsøger at integrere sensordata. Afgrødeproblemer opdages ofte, når det er for sent at bruge nye genredigerings- og mikrobiomhåndteringsteknikker, som ellers kunne neutralisere problemer på tidlige stadier. Ældre producenter af landbrugsteknologi har signaleret, at selvstændige instrumenter forbliver deres prioritet, hvilket efterlader sektoren afhængig af forskere og startups til at eftermontere tilslutningsmuligheder. Større sensorproducenter hyper "smart" landbrug bredt. Endnu en nærmere analyse viser, at deres tilbud stadig kræver betydelig praktisk dataindsamling, hvor IoT-netværk behandles som et ønske mere end en handlingsorienteret strategi. Innovationsflaskehalsen har holdt landmændene skeptiske. Avlere tøver med at købe nyere enheder, hvis det betyder mere arbejde med at synkronisere data, især med stramme budgetter. Forskere på universiteter og banebrydende virksomheder har optrappet pilotprojekter med fuldt integreret overvågning ved hjælp af ivrige early adopters. Men i mangel af pålidelig automatisering til at erstatte manuelle opgaver i kommerciel skala, udvider de fleste projekter sig aldrig ud over forsøg. Mens potentialet for IoT i landbruget er enormt, udgør teknologiske begrænsninger betydelige udfordringer. Spørgsmål som dataoverbelastning, hvor landmænd modtager mere information, end de effektivt kan bruge, og bekymringer over datanøjagtighed og pålidelighed er fortsat fremherskende. Derudover er behovet for robuste datastyringssystemer, der kan håndtere store mængder data problemfrit, afgørende for den praktiske anvendelse af disse teknologier i marken. Det er vigtigt, at den succesfulde implementering af IoT og sensorteknologier i landbruget afhænger af deres integration med eksisterende praksis. Dette omfatter sikring af kompatibilitet med nuværende udstyr og processer og uddannelse af landmænd og landbrugsarbejdere. Teknologien skal være brugervenlig og tilpasses forskellige landbrugsmiljøer, hvilket muliggør en glidende overgang og minimal forstyrrelse af etablerede praksisser. Fødevarecyklus og tilhørende udfordringer (forurenende stoffer, toksiner og patogener) for at opretholde sikkerhed og kvalitet, der er nødvendige for sundheden. (© Wiley-VCH Verlag) (klik på billedet for at forstørre)Wearables Crossover fra Medical Labs
Nu udefrakommende ekspertise fra sundhedsteknologispecialister fokuseret på let og automatiseret biosensing ser klar til at opfylde løftet. Deres fleksible, holdbare, nanofremstillet sensorstrimler kan klæbe direkte på produkter, husdyr og nøgleinfrastruktur. Integreret trådløs forbindelse gør det muligt for disse peel-and-stick-monitorer at transmittere biomarkørinformation direkte til skyen, uden at medarbejdere skal blande data. AI-algoritmer strømmer gennem strømmen af feltdata, når de strømmer ind, destillerer indsigt og advarer ledere via apps kun, når kritiske interventionstærskler overskrides. Dette undgår "datatræthed", en almindelig klage fra landmænd, der får bunkevis af sensoraflæsninger, men kun lidt nyttig vejledning om, hvad de rent faktisk skal gøre. Håndfri analyse forhindrer spildtid på at forsøge at fortolke overvældende rapporter. De biometriske gennembrud, der muliggør patientovervågning døgnet rundt uden for hospitaler, er næsten klar til landbrugsmarker. Markedsforskere forventer, at IoT-investeringer i landbruget vil tredobles globalt inden for fem år. Udsendelser fra nylige industrikonferencer fremhæver også sammenkobling som topprioritet for sensorteknologiske udviklere, der nu ser på landbrug og fødevarevirksomheder som en vigtig fremtidig vertikal. Venturekapitalfinansiering til startups, der kommercialiserer kontinuerlig afgrødeovervågning, steg med 40 % år-over-år gennem første halvår af 2022.Bevægelse mod højpræcisionsfødevarer og landbrug
Før de krydsede over til fødevare- og landbrugsverdenen, stod bærbare og implanterbare medicinske sensorer over for barrierer svarende til, hvad landbrugsteknologi kæmper med i dag. Læger ville ikke bruge skærme, der komplicerede deres arbejdsbyrde ved at producere ubrugelige data. Strømlining af processen for at begrænse overvågning, der er nødvendig for konstant sporing, viste sig at være afgørende for at fremme adoption. Medicin overvandt også indledende patientubehag og skepsis med hensyn til sikkerhed og effektivitet over tid, efterhånden som konsistensen og nøjagtigheden blev forbedret. Nu håber landbruget at følge sundhedsvæsenets køreplan mod vedvarende sansning. Demonstrationsfarme sigter mod at overbevise tøvende landmænd gennem virkelige beviser på, at afgrøde- og jordovervågning døgnet rundt kan fungere i kommercielle mængder uden at forstyrre driften. Udviklere, der har til hensigt at skalere nye overvågningsværktøjer ansvarligt, prioriterer at opbygge tillid, efterhånden som enhedens pålidelighed bliver ved med at blive bedre. De økonomiske og sociale implikationer af at indføre avancerede sensor- og IoT-teknologier i landbruget er dybtgående. På den ene side lover disse teknologier øget effektivitet, reduceret spild og forbedret afgrødeudbytte, hvilket fører til potentielle økonomiske fordele. På den anden side er der behov for at overveje indvirkningen på arbejdsmarkederne og tilgængeligheden af sådanne teknologier for små landmænd. At balancere teknologiske fremskridt med social og økonomisk lighed vil være nøglen i landbrugets bæredygtige udvikling. Når historiske ekspertisebarrierer falder, synes fødevarer og landbrug at være klar til transformation gennem anvendt teknologi. Kontinuerlige finkornede markdata lover at muliggøre ægte præcision omkring dyrkning og distribution, i stedet for at stole på kvalificerede gæt fra begrænsede manuelle prøver. Stadig i de tidlige dage advarer forsker om mere integrationsarbejde forude, før de erklærer, at sensorer og tilslutning kan opfylde høje løfter om fuldt ud at revolutionere landbrug og fødevareproduktion. Det er klart, at byggestenene ser klar til noget banebrydende.
– Michael er forfatter til tre bøger af Royal Society of Chemistry:
Nanosamfund: At flytte teknologiens grænser,
Nanoteknologi: Fremtiden er lilleog
Nanoengineering: De færdigheder og værktøjer, der gør teknologi usynlig
Copyright ©
Nanowerk LLC
Bliv en Spotlight-gæsteforfatter! Slut dig til vores store og voksende gruppe af gæstebidragydere. Har du lige udgivet en videnskabelig artikel eller har du andre spændende udviklinger at dele med nanoteknologisamfundet? Sådan udgiver du på nanowerk.com.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
- PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
- PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
- PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
- Kilde: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64316.php
- :har
- :er
- :ikke
- :hvor
- $OP
- 10
- 11
- 2022
- 26
- 31
- 32
- 7
- 9
- a
- tilgængelighed
- nøjagtighed
- faktisk
- tilpasset
- Derudover
- vedtage
- adoptanter
- Vedtagelsen
- Vedtagelse
- fremskreden
- fremgang
- fremskridt
- Landbrugs
- Landbrug
- forude
- AI
- sigte
- algoritmer
- tillade
- tillade
- tillader
- også
- an
- analyse
- analytics
- ,
- Anvendelse
- applikationer
- anvendt
- apps
- ER
- områder
- omkring
- Array
- AS
- aspiration
- forbundet
- At
- forfatter
- Automatiseret
- Automation
- afbalancering
- barrierer
- BE
- før
- være
- fordele
- Berger
- Beyond
- biomarkør
- biometrisk
- blank
- Blocks
- Bøger
- både
- grænser
- gennembrud
- bredt
- Budgetter
- Bygning
- virksomheder
- men
- by
- CAN
- kapital
- forsigtighed
- center
- kæder
- udfordringer
- billigere
- kemi
- tydeligt
- klik
- tættere
- Cloud
- samling
- kommerciel
- Fælles
- samfund
- Virksomheder
- kompatibilitet
- klage
- kompliceret
- omfattende
- Bekymringer
- konferencer
- Connectivity
- Overvej
- konstant
- kontaminanter
- kontinuerlig
- overbevise
- omkostningseffektiv
- kunne
- dækker
- kritisk
- afgrøde
- Krydset
- krydsning
- Nuværende
- banebrydende
- cyklus
- data
- dataanalyse
- datastyring
- Dato
- Dage
- afgørelser
- UNDERSKUD
- forsinkelser
- implementering
- Afledt
- Detektion
- udviklere
- udvikling
- enhed
- Enheder
- direkte
- Sygdom
- Forstyrrelse
- fordeling
- forskelligartede
- do
- Læger
- dominere
- køre
- ivrige
- Tidligt
- tidlige adoptører
- let
- Økonomisk
- redigering
- effektivt
- effektivitet
- effektivitet
- effektivt
- smergel
- bemyndige
- muliggøre
- aktiveret
- muliggør
- muliggør
- ende
- forbedre
- styrke
- forstørre
- sikring
- miljømæssige
- udstyr
- egenkapital
- især
- væsentlig
- etableret
- Ether (ETH)
- Endog
- evolution
- spændende
- eksisterende
- Udvid
- ekspertise
- Ansigtet
- konfronteret
- Faldende
- landmænd
- landbrug
- Gårde
- hurtigere
- træthed
- felt
- Fields
- Figur
- Fornavn
- fem
- fleksibel
- oversvømmelse
- fokuserede
- følger
- mad
- Fødevarer og landbrug
- Til
- Til opstart
- fra
- Opfylde
- fuldt ud
- finansiering
- fremtiden
- indsamlede
- genredigering
- gif
- given
- Globalt
- banebrydende
- gruppe
- avlere
- Dyrkning
- Vækst
- Gæst
- vejledning
- Halvdelen
- hånd
- håndtere
- hands-on
- Have
- Helse
- sundhedspleje
- hjælpe
- hjælpsom
- tøvende
- Høj ydeevne
- Fremhæv
- hængsler
- historisk
- håber
- sygehuse
- Hvordan
- How To
- Men
- HTTPS
- Hype
- if
- billede
- enorme
- KIMOs Succeshistorier
- Påvirkninger
- implementering
- implikationer
- vigtigere
- Forbedre
- forbedret
- forbedring
- in
- omfatter
- omfatter
- øget
- industrien
- tilgang
- oplysninger
- Infrastruktur
- initial
- Innovation
- innovationer
- indsigt
- instrumenter
- integrere
- integreret
- integration
- Intelligent
- hensigt
- Internet
- indgriben
- ind
- introduceret
- Investeringer
- tingenes internet
- iot-enheder
- spørgsmål
- IT
- deltage
- jpg
- lige
- holdt
- Nøgle
- Nøgleområder
- arbejdskraft
- mangler
- stor
- Sent
- førende
- Leads
- forlader
- Legacy
- niveauer
- Livet
- ligesom
- GRÆNSE
- begrænsninger
- Limited
- lidt
- ophøjede
- logo
- Lang
- Se
- UDSEENDE
- lavere
- lavet
- vedligeholde
- større
- Making
- ledelse
- Ledere
- manuel
- Producenter
- Produktion
- Marked
- Markeder
- Kan..
- midler
- medicinsk
- medicin
- opfylder
- Michael
- microbiome
- Mellemøsten
- mindste
- Mobil
- overvågning
- skærme
- mere
- mest
- skal
- navn
- nanoteknologi
- næsten
- nødvendig
- Behov
- behov
- behøve
- netværk
- net
- aldrig
- Ny
- nyere
- næste
- nu
- of
- tilbud
- tit
- on
- ONE
- kun
- åbnet
- Produktion
- or
- organisk
- Andet
- Ellers
- vores
- uden for
- i løbet af
- overvældende
- parret
- Papir
- patient
- patientovervågning
- PHP
- Piloter
- anlæg
- planter
- Platforme
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatoData
- klar
- muligheder
- potentiale
- potentielt
- strøm
- vigtigste
- Praktisk
- praksis
- Precision
- forudsigende
- Prediktiv Analytics
- gaver
- fremherskende
- forhindrer
- Prioriter
- prioritet
- problemer
- behandle
- Processer
- producere
- producerer
- produktion
- dyb
- Progress
- projekt
- projekter
- løfte
- Promises
- bevis
- bevist
- leverer
- Offentliggørelse
- offentliggøre
- offentliggjort
- forlægger
- køb
- Pushing
- kvalitet
- hellere
- klar
- ægte
- I virkeligheden
- realtid
- modtage
- nylige
- Reduceret
- om
- frigivet
- pålidelighed
- pålidelig
- stole
- forblive
- resterne
- erstatte
- Rapporter
- kræver
- forsker
- forskere
- ansvarligt
- resulterer
- gennemgå
- revolutionere
- køreplan
- robust
- Royal
- s
- Sikkerhed
- Scale
- skalering
- videnskabelig
- problemfrit
- sektor
- synes
- sensor
- sensorer
- alvorlig
- indstillinger
- Del
- Shows
- signifikant
- lignende
- skeptisk
- skepsis
- færdigheder
- Smart
- smartere
- udjævne
- Social
- sociale implikationer
- Samfund
- jord
- noget
- Snart
- søgte
- Kilde
- specialister
- specifikke
- Spotlight
- etaper
- interessenter
- standalone
- Nystartede
- Stick
- Stadig
- lige
- Strategi
- strømlining
- vandløb
- stress
- fremskridt
- kampe
- væsentlig
- vellykket
- sådan
- tilsyn
- steg
- overvågning
- Bæredygtighed
- bæredygtig
- SWIFT
- Systemer
- opgaver
- tech
- teknikker
- teknologisk
- Teknologier
- Teknologier
- Test
- tests
- end
- at
- Fremtiden
- The Source
- deres
- Der.
- Disse
- de
- denne
- selvom?
- tre
- Gennem
- tid
- tidslinje
- rettidig
- Titel
- til
- i dag
- også
- værktøjer
- top
- mod
- Sporing
- Kurser
- overførsel
- Transformation
- overgang
- transmittere
- behandlet
- forsøg
- Triple
- sand
- Stol
- forsøger
- to
- under
- understøtter
- Universiteter
- låse
- indtil
- opdateringer
- URL
- brug
- anvendte
- brugervenlig
- brugere
- Ved hjælp af
- forskellige
- leverandører
- venture
- venturekapital
- Venturekapitalfinansiering
- lodret
- veterinær
- via
- flygtige
- mængder
- Affald
- spildt
- wearable
- Wellness
- Hvad
- hvornår
- mens
- vilje
- trådløs
- med
- inden for
- uden
- Arbejde
- arbejdere
- world
- ville
- år
- endnu
- udbytter
- dig
- Din
- zephyrnet