26. desember 2023 (Nanowerk Spotlight) Forskere har lenge forsøkt å forbedre mat- og landbrukspraksis gjennom avanserte teknologier som sensorer og trådløs dataoverføring. Vedvarende utfordringer rundt effektiv overvåking av avlings- og matkvalitet har bremset fremgangen. Nå, nye nanoproduksjonsteknikker og Tingenes Internett (IoT)-tilkobling kan snart åpne for smartere, bærekraftig jordbruk drevet av en tilstrømning av feltdata.
Fremskritt innen sensorteknologi har introdusert et mangfoldig utvalg instrumenter for mat og landbruk. Disse inkluderer sensorer for å oppdage spesifikke patogener i mat, fuktighetsnivåer i jord, og til og med flyktige organiske forbindelser frigjort av planter under stress. Slike sensorer hjelper til med tidlig oppdagelse av ødeleggelse eller sykdom, noe som muliggjør rettidig intervensjon. Integreringen av disse sensorene med IoT-plattformer gir mulighet for sanntidsovervåking og dataanalyse, noe som øker effektiviteten til landbrukspraksis.
En tidslinjefigur som dekker årlig forbedring av sensorteknologier og IoT-enheter for både mat- og plantesensing. (© Wiley-VCH Verlag)
Imidlertid er håndholdte enheter og andre bærbare enheter begrenset, ettersom kjedelige laboratoriebaserte tester fortsatt dominerer i landbruket og matproduksjonskjeder i dag. Dette fører til kritiske forsinkelser fra prøvetaking til viktige beslutninger kan tas, noe som resulterer i matsvinn, lavere avling og miljøpåvirkning.
Kraftige innovasjoner utenfor sektoren har åpnet nye muligheter. Produksjonsfremskrittene som ligger til grunn for brukbare biosensorer for helsevesenet blir nå tilpasset for veterinær- og landbruksapplikasjoner. Sammenkoblet med trådløse nettverk og skydataanalyse aktivert av fremskritt i IoT-plattformer og kunstig intelligens (AI), bittesmå, monterte instrumenter tillater potensielt konstant avlingsovervåking ved kilden.
En fersk publikasjon i Avanserte intelligente systemer (“Internet of Things-Enabled Food and Plant Sensors to Empower Sustainability”) presenterer en omfattende gjennomgang av to nøkkelområder: For det første, utplassering av kostnadseffektive sensorer med høy ytelse for å forbedre mattrygghet, kvalitet, plantevekst og sykdomshåndtering; og for det andre bruken av IoT-aktiverte sensorer som styrker bønder, interessenter og agro-matindustrien gjennom rask testing og prediktiv analyse hentet fra sensorgenererte data, ved bruk av AI.
Automatisering av brukte verktøy er fortsatt en nøkkelbarriere
Mens næringsmiddelindustriens verktøy har blitt billigere, raskere og mer mobile, står sluttbrukere fortsatt overfor et alvorlig automatiseringsunderskudd når de prøver å integrere sensordata. Avlingsproblemer oppdages ofte når det er for sent å bruke nye genredigerings- og mikrobiomhåndteringsteknikker som ellers kan nøytralisere problemer i tidlige stadier. Eldre leverandører av landbruksteknologi har signalisert at frittstående instrumenter fortsatt er deres prioritet, noe som gjør at sektoren er avhengig av forskere og startups for å ettermontere tilkobling. Store sensorprodusenter hyper "smart" jordbruk bredt. Enda nærmere analyse viser at tilbudene deres fortsatt krever betydelig praktisk datainnsamling, med IoT-nettverk behandlet som en ambisjon mer enn en handlingsdyktig strategi. Innovasjonsflaskehalsen har holdt bøndene skeptiske. Produsenter nøler med å kjøpe nyere enheter hvis det betyr mer arbeid med å synkronisere data, spesielt med stramme budsjetter. Forskere ved universiteter og banebrytende selskaper har trappet opp piloter med fullt integrert overvåking ved hjelp av ivrige tidlige brukere. Men fordi de mangler pålitelig automatisering for å erstatte manuelle oppgaver i kommersiell skala, utvider de fleste prosjekter seg aldri utover prøver. Mens potensialet til IoT i landbruket er enormt, utgjør teknologiske begrensninger betydelige utfordringer. Problemer som dataoverbelastning, hvor bønder mottar mer informasjon enn de effektivt kan bruke, og bekymringer om datanøyaktighet og pålitelighet er fortsatt utbredt. I tillegg er behovet for robuste datastyringssystemer som kan håndtere store datamengder sømløst avgjørende for den praktiske anvendelsen av disse teknologiene i feltet. Viktigere er at vellykket implementering av IoT og sensorteknologier i landbruket avhenger av deres integrasjon med eksisterende praksis. Dette inkluderer å sikre kompatibilitet med gjeldende utstyr og prosesser og gi opplæring for bønder og landbruksarbeidere. Teknologien må være brukervennlig og tilpasses ulike landbruksmiljøer, slik at overgangen kan være smidig og minimalt med avbrudd i etablert praksis. Matsyklus og tilhørende utfordringer (forurensninger, giftstoffer og patogener) for å opprettholde sikkerhet og kvalitet, nødvendig for helse velvære. (© Wiley-VCH Verlag) (klikk på bildet for å forstørre)Wearables Crossover fra Medical Labs
Nå er ekstern ekspertise fra helseteknologispesialister fokusert på enkel og automatisert biosensing som er klar til å oppfylle løftet. Deres fleksible, holdbare, nanofabrikert 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.Beveger deg mot høypresisjonsmat og landbruk
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 av tre bøker av Royal Society of Chemistry:
Nano-samfunnet: Skyver teknologiens grenser,
Nanoteknologi: Fremtiden er litenog
Nanoengineering: Ferdighetene og verktøyene som gjør teknologien usynlig
Copyright ©
Nanowerk LLC
Bli en Spotlight-gjesteforfatter! Bli med i vår store og voksende gruppe gjestebidragere. Har du nettopp publisert en vitenskapelig artikkel eller har andre spennende utvikling å dele med nanoteknologisamfunnet? Slik publiserer du på nanowerk.com.
- SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
- PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
- PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
- kilde: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64316.php
- : har
- :er
- :ikke
- :hvor
- $OPP
- 10
- 11
- 2022
- 26
- 31
- 32
- 7
- 9
- a
- tilgjengelighet
- nøyaktighet
- faktisk
- tilpasset
- I tillegg
- adoptere
- adoptere
- vedta
- Adopsjon
- avansert
- forfremmelse
- fremskritt
- landbruks
- landbruk
- fremover
- AI
- sikte
- algoritmer
- tillate
- tillate
- tillater
- også
- an
- analyse
- analytics
- og
- Søknad
- søknader
- anvendt
- apps
- ER
- områder
- rundt
- Array
- AS
- aspirasjon
- assosiert
- At
- forfatter
- Automatisert
- Automatisering
- balansering
- barrierer
- BE
- før du
- være
- Fordeler
- Berger
- Beyond
- biomarkør
- biometrisk
- blank
- Blocks
- bøker
- både
- grenser
- gjennombrudd
- bredt
- Budsjetter
- Bygning
- bedrifter
- men
- by
- CAN
- hovedstad
- forsiktighet
- sentrum
- kjeder
- utfordringer
- billigere
- kjemi
- klart
- klikk
- nærmere
- Cloud
- samling
- kommersiell
- Felles
- samfunnet
- Selskaper
- kompatibilitet
- klage
- komplisert
- omfattende
- bekymringer
- konferanser
- Tilkobling
- Vurder
- konstant
- forurensninger
- kontinuerlig
- overbevise
- kostnadseffektiv
- kunne
- dekker
- kritisk
- avling
- Crossed
- kryssing
- Gjeldende
- skjærekant
- syklus
- dato
- dataanalyse
- Dataledelse
- Dato
- Dager
- avgjørelser
- UNDERSKUDD
- forsinkelser
- distribusjon
- Avledet
- Gjenkjenning
- utviklere
- utviklingen
- enhet
- Enheter
- direkte
- sykdom
- Avbrudd
- distribusjon
- diverse
- do
- leger
- dominerer
- stasjonen
- ivrig
- Tidlig
- tidlig adopters
- lett
- økonomisk
- redigering
- effektivt
- effektivitet
- effektivitet
- effektivt
- Emery
- bemyndige
- muliggjøre
- aktivert
- muliggjør
- muliggjør
- slutt
- forbedre
- styrke
- forstørre
- sikrer
- miljømessige
- utstyr
- egenkapital
- spesielt
- avgjørende
- etablert
- Eter (ETH)
- Selv
- evolusjon
- spennende
- eksisterende
- Expand
- ekspertise
- Face
- møtt
- Falling
- bønder
- oppdrett
- Farms
- raskere
- tretthet
- felt
- Felt
- Figur
- Først
- fem
- fleksibel
- flom
- fokuserte
- følge
- mat
- Mat og Landbruk
- Til
- For oppstart
- fra
- Innfri
- fullt
- finansiering
- framtid
- samlet
- genredigering
- gif
- gitt
- Globalt
- banebrytende
- Gruppe
- dyrkere
- Økende
- Vekst
- Gjest
- veiledning
- Halvparten
- hånd
- håndtere
- hands-on
- Ha
- Helse
- helsetjenester
- hjelpe
- nyttig
- nølende
- høy ytelse
- Uthev
- hengsler
- historisk
- håper
- sykehus
- Hvordan
- Hvordan
- Men
- HTTPS
- Hype
- if
- bilde
- enorme
- Påvirkning
- Konsekvenser
- gjennomføring
- implikasjoner
- viktigere
- forbedre
- forbedret
- forbedring
- bedre
- in
- inkludere
- inkluderer
- økt
- industri
- tilstrømning
- informasjon
- Infrastruktur
- innledende
- Innovasjon
- innovasjoner
- innsikt
- instrumenter
- integrere
- integrert
- integrering
- Intelligent
- hensikt
- Internet
- intervensjon
- inn
- introdusert
- Investeringer
- IOT
- Iiot enheter
- saker
- IT
- bli medlem
- jpg
- bare
- holdt
- nøkkel
- Nøkkelområder
- arbeidskraft
- mangler
- stor
- Late
- ledende
- Fører
- forlater
- Legacy
- nivåer
- Life
- i likhet med
- BEGRENSE
- begrensninger
- Begrenset
- lite
- oppløftet
- logo
- Lang
- Se
- UTSEENDE
- lavere
- laget
- vedlikeholde
- større
- Making
- ledelse
- Ledere
- håndbok
- Produsenter
- produksjon
- marked
- Markets
- Kan..
- midler
- medisinsk
- medisin
- møter
- Michael
- microbiome
- Middle
- minimal
- Mobil
- overvåking
- skjermer
- mer
- mest
- må
- navn
- nanoteknologi
- nesten
- nødvendig
- Trenger
- nødvendig
- trenger
- nettverk
- nettverk
- aldri
- Ny
- nyere
- neste
- nå
- of
- tilbud
- ofte
- on
- ONE
- bare
- åpnet
- Drift
- or
- organisk
- Annen
- ellers
- vår
- utenfor
- enn
- overveldende
- sammen
- Papir
- pasient
- pasientovervåking
- PHP
- piloter
- anlegg
- planter
- Plattformer
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- klar
- muligheter
- potensiell
- potensielt
- powered
- kraftig
- Praktisk
- praksis
- Precision
- prediktiv
- Prediktiv Analytics
- gaver
- utbredt
- forhindrer
- Prioriter
- prioritet
- problemer
- prosess
- Prosesser
- produsere
- produserende
- Produksjon
- dyp
- Progress
- prosjekt
- prosjekter
- løfte
- lover
- bevis
- beviste
- gi
- Utgivelse
- publisere
- publisert
- utgiver
- innkjøp
- Skyver
- kvalitet
- heller
- klar
- ekte
- ekte liv
- sanntids
- motta
- nylig
- Redusert
- om
- utgitt
- pålitelighet
- pålitelig
- avhengig
- forbli
- forblir
- erstatte
- Rapporter
- krever
- forsker
- forskere
- ansvarlig
- resulterende
- anmeldelse
- Revolusjonere
- veikart
- robust
- kongelig
- s
- Sikkerhet
- Skala
- skalering
- vitenskapelig
- sømløst
- sektor
- synes
- sensor
- sensorer
- alvorlig
- innstillinger
- Del
- Viser
- signifikant
- lignende
- skeptisk
- Skepsis
- ferdigheter
- Smart
- smartere
- glatter
- selskap
- sosiale implikasjoner
- Samfunnet
- jord
- noe
- Snart
- ettertraktet
- kilde
- spesialister
- spesifikk
- Spotlight
- stadier
- interessenter
- stående
- startups
- Stick
- Still
- rett
- Strategi
- effektivisering
- bekker
- stresset
- fremskritt
- kamper
- betydelig
- vellykket
- slik
- tilsyn
- strømmet
- overvåking
- Bærekraft
- bærekraftig
- SWIFT
- Systemer
- oppgaver
- tech
- teknikker
- teknologisk
- Technologies
- Teknologi
- Testing
- tester
- enn
- Det
- De
- Fremtiden
- Kilden
- deres
- Der.
- Disse
- de
- denne
- selv om?
- tre
- Gjennom
- tid
- tidslinje
- rettidig
- Tittel
- til
- i dag
- også
- verktøy
- topp
- mot
- Sporing
- Kurs
- overføre
- Transformation
- overgang
- overføre
- behandlet
- forsøk
- Triple
- sant
- Stol
- prøver
- to
- etter
- underbygger
- universiteter
- låse opp
- til
- oppdateringer
- URL
- bruke
- brukt
- brukervennlig
- Brukere
- utnytte
- ulike
- leverandører
- venture-
- venture kapital
- Risikokapitalfinansiering
- vertikal
- veterinær
- av
- volatile
- volumer
- Avfall
- bortkastet
- bærbar
- velvære
- Hva
- når
- mens
- vil
- trådløs
- med
- innenfor
- uten
- Arbeid
- arbeidere
- verden
- ville
- år
- ennå
- rentene
- du
- Din
- zephyrnet