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-Enabled Food and Plant Sensors to Empower Sustainability”) 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 sensor strips can stick directly onto produce, livestock and key infrastructure. Integrated wireless connectivity enables these peel-and-stick monitors to transmit biomarker information straight to the cloud without needing workers shuffling data. AI algorithms churn through the flood of field data as it streams in, distilling insights and alerting managers via apps only when critical intervention thresholds are crossed. This avoids “data fatigue,” a common complaint from farmers given heaps of sensor readings but little helpful guidance for what to actually do next. Hands-free analysis prevents wasted time trying to interpret overwhelming reports. The biometric breakthroughs enabling round-the-clock patient monitoring outside hospitals are nearly ready for farming fields. Market researchers project agricultural IoT investments will triple globally within five years. Dispatches from recent industry conferences also highlight interconnectivity as the top priority for sensor tech developers now eyeing agriculture and food businesses as a key future vertical. Venture capital funding for startups commercializing continuous crop monitoring surged 40% year-over-year through the first half of 2022.Bevægelse mod højpræcisionsfødevarer og landbrug
Before crossing over into the food and agriculture world, wearable and implantable medical sensors faced barriers similar to what farming technology struggles with today. Doctors would not adopt monitors that complicated their workload by producing unusable data. Streamlining the process to limit supervision necessary for constant tracking proved essential to drive adoption. Medicine also overcame initial patient discomfort and skepticism regarding safety and effectiveness over time as consistency and accuracy improved. Now agriculture hopes to follow healthcare’s roadmap toward persistent sensing. Demonstration farms aim to convince hesitant farmers through real life proof that round-the-clock crop and soil surveillance can work at commercial volumes without disrupting operations. Developers intent on responsibly scaling new monitoring tools prioritize building trust as device reliability keeps improving. The economic and social implications of adopting advanced sensor and IoT technologies in agriculture are profound. On one hand, these technologies promise increased efficiency, reduced waste, and improved crop yields, leading to potential economic benefits. On the other hand, there’s a need to consider the impact on labor markets and the accessibility of such technologies for small-scale farmers. Balancing technological advancement with social and economic equity will be key in the sustainable evolution of agriculture. With historic expertise barriers falling, food and agriculture seem poised for transformation through applied technology. Continuous fine-grained field data promise to enable true precision around growing and distribution, rather than relying on educated guesses from limited manual samples. Still in early days, researcher caution more integration work ahead before declaring sensors and connectivity can fulfill lofty promises to fully revolutionize farming and food production. Clearly though, the building blocks look ready for something groundbreaking.
– 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