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-aktiverte mat- og plantesensorer for å styrke bærekraft") 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 sensorstrimler kan feste seg direkte på produksjon, husdyr og nøkkelinfrastruktur. Integrert trådløs tilkobling gjør at disse peel-and-stick-monitorene kan overføre biomarkørinformasjon rett til skyen uten at arbeidere trenger å blande data. AI-algoritmer svirrer gjennom flommen av feltdata når de strømmer inn, destillerer innsikt og varsler ledere via apper bare når kritiske intervensjonsterskler krysses. Dette unngår "datatretthet", en vanlig klage fra bønder som får haugevis av sensoravlesninger, men lite nyttig veiledning for hva de faktisk skal gjøre videre. Håndfri analyse forhindrer bortkastet tid på å prøve å tolke overveldende rapporter. De biometriske gjennombruddene som muliggjør pasientovervåking døgnet rundt utenfor sykehus, er nesten klare for åkre. Markedsforskere anslår at IoT-investeringer i landbruket vil tredobles globalt innen fem år. Utsendelser fra nylige industrikonferanser fremhever også sammenkobling som toppprioritet for utviklere av sensorteknologi som nå ser på landbruk og matbedrifter som en viktig fremtidig vertikal. Risikokapitalfinansiering for oppstartsbedrifter som kommersialiserer kontinuerlig avlingsovervåking økte med 40 % fra år til år gjennom første halvår av 2022.Beveger deg mot høypresisjonsmat og landbruk
Før de gikk over til mat- og landbruksverdenen, møtte bærbare og implanterbare medisinske sensorer barrierer som ligner på det oppdrettsteknologi sliter med i dag. Leger ville ikke ta i bruk skjermer som kompliserte deres arbeidsmengde ved å produsere ubrukelige data. Strømlinjeforming av prosessen for å begrense tilsyn som er nødvendig for konstant sporing, viste seg å være avgjørende for å drive adopsjon. Medisinen overvant også det første ubehaget og skepsisen til pasienten angående sikkerhet og effektivitet over tid ettersom konsistensen og nøyaktigheten ble bedre. Nå håper landbruket å følge helsevesenets veikart mot vedvarende sansing. Demonstrasjonsfarmer har som mål å overbevise nølende bønder gjennom virkelige bevis på at døgnkontinuerlig avlings- og jordovervåking kan fungere i kommersielle volumer uten å forstyrre driften. Utviklere som er opptatt av ansvarlig skalering av nye overvåkingsverktøy, prioriterer å bygge tillit ettersom enhetens pålitelighet blir stadig bedre. De økonomiske og sosiale implikasjonene av å ta i bruk avanserte sensor- og IoT-teknologier i landbruket er dype. På den ene siden lover disse teknologiene økt effektivitet, redusert avfall og forbedret avling, noe som fører til potensielle økonomiske fordeler. På den annen side er det behov for å vurdere virkningen på arbeidsmarkedene og tilgjengeligheten til slike teknologier for småskalabønder. Å balansere teknologisk fremskritt med sosial og økonomisk rettferdighet vil være nøkkelen i en bærekraftig utvikling av landbruket. Når historiske ekspertisebarrierer faller, virker mat og landbruk klar for transformasjon gjennom anvendt teknologi. Kontinuerlige finkornede feltdata lover å muliggjøre sann presisjon rundt dyrking og distribusjon, i stedet for å stole på utdannede gjetninger fra begrensede manuelle prøver. Fortsatt i de tidlige dager, advarer forskere om mer integreringsarbeid fremover før de erklærer at sensorer og tilkobling kan oppfylle høye løfter om å fullstendig revolusjonere jordbruk og matproduksjon. Det er klart at byggeklossene ser klare for noe banebrytende.
– 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