26 декабря 2023 г. (Nanowerk В центре внимания) Исследователи уже давно стремятся улучшить методы производства продуктов питания и ведения сельского хозяйства с помощью передовых технологий, таких как датчики и беспроводная передача данных. Постоянные проблемы, связанные с эффективным мониторингом урожая и качества продуктов питания, замедлили прогресс. Сегодня новые технологии нанопроизводства и Интернет вещей (IoT) подключение вскоре может открыть путь к более разумному и устойчивому сельскому хозяйству, основанному на притоке полевых данных.
Достижения в области сенсорных технологий привели к появлению разнообразного набора инструментов для производства продовольствия и сельского хозяйства. К ним относятся датчики для обнаружения конкретных патогенов в продуктах питания, уровня влажности в почве и даже летучих органических соединений, выделяемых растениями в условиях стресса. Такие датчики помогают на ранней стадии обнаружить порчу или заболевание, обеспечивая своевременное вмешательство. Интеграция этих датчиков с платформами Интернета вещей позволяет осуществлять мониторинг и анализ данных в режиме реального времени, повышая эффективность сельскохозяйственных методов.
График графика, охватывающий ежегодное совершенствование сенсорных технологий и устройств Интернета вещей для измерения продуктов питания и растений. (© Wiley-VCH Verlag)
Однако карманные и другие портативные устройства по-прежнему ограничены, поскольку сегодня в цепочках производства продуктов питания и сельского хозяйства доминируют утомительные лабораторные тесты. Это приводит к критическим задержкам с момента сбора образцов до принятия ключевых решений, что приводит к пищевым отходам, снижению урожайности и воздействию на окружающую среду.
Мощные инновации за пределами сектора открыли новые возможности. Производственные достижения, лежащие в основе носимых биосенсоров для здравоохранения, теперь адаптируются для ветеринарных и сельскохозяйственных применений. В сочетании с беспроводными сетями и облачным анализом данных, ставшими возможными благодаря успехам в платформах Интернета вещей и искусственный интеллект (ИИ), крошечные установленные инструменты потенциально позволяют осуществлять постоянный мониторинг урожая в источнике.
Недавняя публикация в Передовые Интеллектуальные Системы («Интернет вещей с поддержкой датчиков продуктов питания и растений для обеспечения устойчивости») представляет всесторонний обзор двух ключевых областей: во-первых, внедрение экономичных, высокопроизводительных датчиков для повышения безопасности, качества пищевых продуктов, роста растений и борьбы с болезнями; и, во-вторых, применение датчиков с поддержкой Интернета вещей, которые расширяют возможности фермеров, заинтересованных сторон и агропищевой промышленности посредством быстрого тестирования и прогнозной аналитики, полученной на основе данных, сгенерированных датчиками, с использованием искусственного интеллекта.
Автоматизация используемых инструментов остается ключевым барьером
Хотя инструменты пищевой промышленности стали дешевле, быстрее и мобильнее, конечные пользователи по-прежнему сталкиваются с серьезным дефицитом автоматизации при попытке интегрировать данные датчиков. Проблемы с урожаем часто обнаруживаются, когда уже слишком поздно использовать новые методы редактирования генов и управления микробиомом, которые в противном случае могли бы нейтрализовать проблемы на ранних стадиях. Поставщики устаревших сельскохозяйственных технологий дали понять, что автономные инструменты остаются их приоритетом, в результате чего сектор будет зависеть от исследователей и стартапов в вопросах модернизации связи. Крупные производители датчиков широко рекламируют «умное» сельское хозяйство. Однако более тщательный анализ показывает, что их предложения по-прежнему требуют существенного практического сбора данных, а создание сетей Интернета вещей рассматривается как стремление, а не действенная стратегия. Узкое место в инновациях вызывает у фермеров скептицизм. Производители не решаются покупать новые устройства, если это означает увеличение объема работы по синхронизации данных, особенно при ограниченном бюджете. Исследователи из университетов и передовых компаний активизировали пилотные проекты полностью интегрированного мониторинга с помощью нетерпеливых первых пользователей. Но из-за отсутствия надежной автоматизации, способной заменить ручные задачи в коммерческом масштабе, большинство проектов никогда не выходят за рамки испытаний. Хотя потенциал Интернета вещей в сельском хозяйстве огромен, технологические ограничения создают серьезные проблемы. По-прежнему распространены такие проблемы, как перегрузка данными, когда фермеры получают больше информации, чем они могут эффективно использовать, а также опасения по поводу точности и надежности данных. Кроме того, потребность в надежных системах управления данными, которые могут беспрепятственно обрабатывать большие объемы данных, имеет решающее значение для практического применения этих технологий в полевых условиях. Важно отметить, что успешное внедрение Интернета вещей и сенсорных технологий в сельском хозяйстве зависит от их интеграции с существующей практикой. Это включает в себя обеспечение совместимости с существующим оборудованием и процессами, а также обучение фермеров и сельскохозяйственных рабочих. Технология должна быть удобной для пользователя и адаптируемой к различным сельскохозяйственным условиям, обеспечивая плавный переход и минимальные нарушения устоявшейся практики. Пищевой цикл и связанные с ним проблемы (загрязняющие вещества, токсины и патогены) для поддержания безопасности и качества, необходимых для хорошего здоровья. (© Wiley-VCH Verlag) (нажмите на изображение, чтобы увеличить)Кроссовер носимых устройств от медицинских лабораторий
Теперь внешний опыт специалистов в области медицинских технологий, сосредоточенный на простом и автоматизированном биосенсорстве, похоже, готов выполнить данное обещание. Их гибкие, прочные, нанофабрикат Сенсорные полоски могут приклеиваться непосредственно на продукты, домашний скот и ключевые объекты инфраструктуры. Встроенная беспроводная связь позволяет этим съемным мониторам передавать информацию о биомаркерах прямо в облако без необходимости перетасовки данных сотрудниками. Алгоритмы искусственного интеллекта обрабатывают поток полевых данных по мере их поступления, извлекая ценную информацию и предупреждая менеджеров через приложения только тогда, когда критические пороги вмешательства пересекаются. Это позволяет избежать «усталости данных» — распространенной жалобы фермеров, получающих массу показаний датчиков, но мало полезных указаний о том, что на самом деле делать дальше. Анализ без помощи рук позволяет избежать потери времени на интерпретацию обширных отчетов. Биометрические достижения, позволяющие осуществлять круглосуточный мониторинг пациентов за пределами больниц, почти готовы к использованию на сельскохозяйственных полях. Исследователи рынка прогнозируют, что инвестиции в IoT в сельском хозяйстве утроятся во всем мире в течение пяти лет. В сообщениях с недавних отраслевых конференций также подчеркивается, что взаимосвязь является главным приоритетом для разработчиков сенсорных технологий, которые теперь рассматривают сельское хозяйство и пищевой бизнес как ключевую будущую вертикаль. Венчурное финансирование стартапов, коммерциализирующих непрерывный мониторинг урожая, в первой половине 40 года выросло на 2022% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.Переход к высокоточным продуктам питания и сельскому хозяйству
Прежде чем проникнуть в мир продуктов питания и сельского хозяйства, носимые и имплантируемые медицинские датчики столкнулись с препятствиями, аналогичными тем, с которыми сегодня сталкиваются сельскохозяйственные технологии. Врачи не стали бы использовать мониторы, которые усложняли бы их рабочую нагрузку, предоставляя непригодные для использования данные. Оптимизация процесса ограничения контроля, необходимого для постоянного отслеживания, оказалась важной для стимулирования внедрения. Медицина также преодолела первоначальный дискомфорт пациентов и скептицизм в отношении безопасности и эффективности с течением времени по мере улучшения последовательности и точности. Теперь сельское хозяйство надеется следовать дорожной карте здравоохранения в направлении постоянного зондирования. Демонстрационные фермы стремятся убедить колеблющихся фермеров посредством реальных доказательств того, что круглосуточное наблюдение за посевами и почвой может работать в коммерческих объемах, не нарушая производственных процессов. Разработчики, стремящиеся ответственно масштабировать новые инструменты мониторинга, отдают приоритет укреплению доверия, поскольку надежность устройств продолжает повышаться. Экономические и социальные последствия внедрения передовых сенсорных технологий и технологий Интернета вещей в сельском хозяйстве огромны. С одной стороны, эти технологии обещают повышение эффективности, сокращение отходов и повышение урожайности, что приводит к потенциальным экономическим выгодам. С другой стороны, необходимо учитывать влияние на рынки труда и доступность таких технологий для мелких фермеров. Баланс между технологическим прогрессом и социальной и экономической справедливостью будет иметь ключевое значение для устойчивого развития сельского хозяйства. Поскольку исторические экспертные барьеры падают, продовольствие и сельское хозяйство, похоже, готовы к трансформации с помощью прикладных технологий. Непрерывные детальные полевые данные обещают обеспечить истинную точность выращивания и распределения, а не полагаться на обоснованные предположения, основанные на ограниченных ручных выборках. Прежде чем заявить, что датчики и возможности подключения могут выполнить высокие обещания о полной революции в сельском хозяйстве и производстве продуктов питания, исследователи предупреждают, что впереди еще предстоит дополнительная работа по интеграции. Однако очевидно, что строительные блоки готовы к чему-то революционному.
By
Майкл
Бергер
- Майкл является автором трех книг Королевского химического общества:
Нано-общество: раздвигая границы технологий,
Нанотехнология: будущее крошечнои
Наноинженерия: навыки и инструменты, делающие технологию невидимой
Все права защищены ©
ООО «Нановерк»
Станьте приглашенным автором Spotlight! Присоединяйтесь к нашей большой и растущей группе приглашенные участники. Вы только что опубликовали научную статью или хотите поделиться другими интересными событиями с сообществом нанотехнологов? Вот как опубликовать на nanowerk.com.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64316.php
- :имеет
- :является
- :нет
- :куда
- $UP
- 10
- 11
- 2022
- 26
- 31
- 32
- 7
- 9
- a
- доступность
- точность
- на самом деле
- адаптированный
- Дополнительно
- принять
- усыновителей
- Принятие
- Принятие
- продвинутый
- продвижение
- авансы
- сельскохозяйственное
- сельское хозяйство
- впереди
- AI
- цель
- алгоритмы
- позволять
- Позволяющий
- позволяет
- причислены
- an
- анализ
- аналитика
- и
- Применение
- Приложения
- прикладной
- Программы
- МЫ
- области
- около
- массив
- AS
- стремление
- связанный
- At
- автор
- Автоматизированный
- автоматизация
- Балансировка
- барьеры
- BE
- до
- не являетесь
- Преимущества
- Бергер
- Beyond
- биомаркером
- биометрический
- пустой
- Блоки
- Книги
- изоферменты печени
- Границы
- прорывы
- широко
- Бюджеты
- Строительство
- бизнес
- но
- by
- CAN
- столица
- осторожность
- Центр
- цепи
- проблемы
- более дешевый
- химия
- явно
- нажмите на
- ближе
- облако
- лыжных шлемов
- коммерческая
- Общий
- сообщество
- Компании
- совместимость
- жалоба
- сложный
- комплексный
- Обеспокоенность
- конференции
- связь
- Рассматривать
- постоянная
- загрязняющие вещества
- (CIJ)
- убеждать
- рентабельным
- может
- покрытие
- критической
- урожай
- Скрещенный
- переход
- Текущий
- передовой
- цикл
- данным
- анализ данных
- управление данными
- Время
- Дней
- решения
- ДЕФИЦИТ
- задержки
- развертывание
- Производный
- обнаружение
- застройщиков
- события
- устройство
- Устройства
- непосредственно
- Болезнь
- Нарушение
- распределение
- Разное
- do
- Врачи
- господствовать
- управлять
- нетерпеливый
- Рано
- ранние участники
- легко
- Экономические
- редактирование
- фактически
- эффективность
- затрат
- эффективно
- появление
- расширение прав и возможностей
- включить
- включен
- позволяет
- позволяет
- конец
- повышать
- повышение
- увеличивать
- обеспечение
- окружающий
- Оборудование
- собственный капитал
- особенно
- существенный
- установленный
- Эфир (ETH)
- Даже
- эволюция
- захватывающий
- существующий
- Расширьте
- опыта
- Face
- сталкиваются
- Падение
- фермеров
- сельское хозяйство
- Фермы
- быстрее
- усталость
- поле
- Поля
- фигура
- Во-первых,
- 5
- гибкого
- наводнение
- внимание
- следовать
- питание
- Продовольственная и сельскохозяйственная
- Что касается
- Для стартапов
- от
- Выполнять
- полностью
- финансирование
- будущее
- собранный
- редактирование гена
- GIF
- данный
- ГЛОБАЛЬНО
- новаторским
- группы
- производители
- Рост
- Рост
- GUEST
- руководство
- Половина
- рука
- обрабатывать
- практический
- Есть
- Медицина
- здравоохранение
- помощь
- полезный
- Колеблющийся
- высокая производительность
- Выделите
- шарниры
- исторический
- надеется,
- больницы
- Как
- How To
- Однако
- HTTPS
- Обман
- if
- изображение
- огромный
- Влияние
- Воздействие
- реализация
- последствия
- важно
- улучшать
- улучшенный
- улучшение
- улучшение
- in
- включают
- включает в себя
- расширились
- промышленность
- приток
- информация
- Инфраструктура
- начальный
- Инновации
- инновации
- размышления
- инструменты
- интегрировать
- интегрированный
- интеграции.
- Умный
- намерение
- Интернет
- вмешательство
- в
- выпустили
- Вложения
- КАТО
- несколько устройств
- вопросы
- IT
- присоединиться
- JPG
- всего
- хранится
- Основные
- Ключевые области
- труд
- недостающий
- большой
- Поздно
- ведущий
- Лиды
- уход
- Наследие
- уровни
- ЖИЗНЬЮ
- такое как
- ОГРАНИЧЕНИЯ
- недостатки
- Ограниченный
- мало
- возвышенный
- логотип
- Длинное
- посмотреть
- ВЗГЛЯДЫ
- ниже
- сделанный
- поддерживать
- основной
- Создание
- управление
- Менеджеры
- руководство
- Производители
- производство
- рынок
- Области применения:
- Май..
- означает
- основным медицинским
- медицина
- Соответствует
- Майкл
- микробиомом
- средняя
- минимальный
- Мобильный телефон
- Мониторинг
- Мониторы
- БОЛЕЕ
- самых
- должен
- имя
- нанотехнологии
- почти
- необходимо
- Необходимость
- необходимый
- нуждающихся
- сетей
- сетей
- никогда
- Новые
- более новый
- следующий
- сейчас
- of
- Предложения
- .
- on
- ONE
- только
- открытый
- Операционный отдел
- or
- органический
- Другое
- в противном случае
- наши
- внешнюю
- за
- подавляющий
- в паре
- бумага & картон
- пациент
- мониторинг пациента
- PHP
- Пилотам
- завод
- растений
- Платформы
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- сбалансирован
- возможности,
- потенциал
- потенциально
- Питание
- мощный
- практическое
- практиками
- Точность
- интеллектуального
- Predictive Analytics
- разрабатывает
- превалирующий
- предотвращает
- Расставляйте приоритеты
- приоритет
- проблемам
- процесс
- Процессы
- производит
- производства
- Производство
- глубокий
- Прогресс
- Проект
- проектов
- обещание
- Обещает
- доказательство
- доказанный
- обеспечение
- Публикация
- публиковать
- опубликованный
- издатель
- покупка
- Нажимать
- скорее
- готовый
- реальные
- реальная жизнь
- реального времени
- Получать
- последний
- Цена снижена
- по
- выпустил
- надежность
- складская
- опираясь
- оставаться
- остатки
- замещать
- Отчеты
- требовать
- исследователь
- исследователи
- ответственно
- в результате
- обзоре
- революционизировать
- Дорожная карта
- надежный
- королевский
- s
- Сохранность
- Шкала
- масштабирование
- научный
- легко
- сектор
- казаться
- датчик
- датчик
- серьезный
- настройки
- Поделиться
- Шоу
- значительный
- аналогичный
- скептический
- Скептицизм
- навыки
- умный
- умнее
- сгладить
- Соцсети
- социальные последствия
- Общество
- почва
- удалось
- Скоро
- искать
- Источник
- специалисты
- конкретный
- Прожектор
- этапы
- заинтересованных сторон
- автономные
- Стартапы
- Придерживаться
- По-прежнему
- прямой
- Стратегия
- упорядочение
- потоки
- стресс
- успехи
- Схватки
- существенный
- успешный
- такие
- надзор
- хлынули
- наблюдение
- Стабильность
- комфортного
- SWIFT
- системы
- задачи
- технологии
- снижения вреда
- технологический
- технологии
- Технологии
- Тестирование
- тестов
- чем
- который
- Ассоциация
- Будущее
- Источник
- их
- Там.
- Эти
- они
- этой
- хоть?
- три
- Через
- время
- Сроки
- своевременно
- Название
- в
- сегодня
- слишком
- инструменты
- топ
- к
- Отслеживание
- Обучение
- перевод
- трансформация
- переход
- передавать
- лечение
- испытания
- Тройной
- правда
- Доверие
- пытается
- два
- под
- подоплека
- Университеты
- отпереть
- до
- Updates
- URL
- использование
- используемый
- удобно
- пользователей
- Использующий
- различный
- поставщики
- предприятие
- венчурный капитал
- Венчурное финансирование
- вертикальный
- ветеринарный
- с помощью
- летучий
- тома
- Снизить отходы
- впустую
- пригодный для носки
- WELLNESS
- Что
- когда
- в то время как
- будете
- беспроводной
- в
- без
- Работа
- рабочие
- Мир
- бы
- лет
- еще
- доходность
- являетесь
- ВАШЕ
- зефирнет