26 грудня 2023 (Прожектор Nanowerk) Researchers have long sought to enhance food and agricultural practices through advanced technologies like sensors and wireless data transfer. Persistent challenges around efficiently monitoring crop and food quality have slowed progress. Now, emerging nanomanufacturing techniques and Інтернет речей (IoT) connectivity may soon unlock smarter, sustainable farming powered by an influx of field data.
Advances in sensor technology have introduced a diverse array of instruments for food and agriculture. These include sensors for detecting specific pathogens in food, moisture levels in soil, and even volatile organic compounds released by plants under stress. Such sensors help in early detection of spoilage or disease, enabling timely intervention. The integration of these sensors with IoT platforms allows for real-time monitoring and data analysis, enhancing the efficiency of agricultural practices.
A timeline figure covering year-wise improvement of sensor technologies and IoT devices for both food and plant sensing. (© Wiley-VCH Verlag)
However, handheld devices and other portables remain limited, as tedious lab-based tests still dominate in agriculture and food production chains today. This leads to critical delays from the time samples are gathered until key decisions can be made, resulting in food waste, lower yields and environmental impacts.
Powerful innovations outside the sector have opened new possibilities. The manufacturing advances underpinning wearable biosensors for healthcare are now being adapted for veterinary and agricultural applications. Paired with wireless networks and cloud data analysis enabled by strides in IoT platforms and штучний інтелект (AI), tiny, mounted instruments potentially allow constant crop monitoring at the source.
A recent publication in Розширені інтелектуальні системи (“Internet of Things-Enabled Food and Plant Sensors to Empower Sustainability”) presents a comprehensive review of two key areas: firstly, the deployment of cost-effective, high-performance sensors to improve food safety, quality, plant growth, and disease management; and secondly, the application of IoT-enabled sensors that empower farmers, stakeholders, and the agro-food industry through swift testing and predictive analytics derived from sensor-generated data, utilizing AI.
Automation of Used Tools Remains a Key Barrier
While food industry tools have gotten cheaper, faster and more mobile, end users still face a serious automation deficit when trying to integrate sensor data. Crop problems are often spotted when it’s too late to use new gene editing and microbiome management techniques that could otherwise neutralize issues at early stages. Legacy agriculture technology vendors have signaled standalone instruments remain their priority, leaving the sector reliant on researchers and startups to retrofit connectivity. Major sensor manufacturers do hype “smart” farming broadly. Yet closer analysis shows their offerings still require substantial hands-on data collection, with IoT networking treated as an aspiration more than an actionable strategy. The innovation bottleneck has kept farmers skeptical. Growers hesitate purchasing newer devices if it means more work syncing data, especially with tight budgets. Researchers at universities and cutting-edge companies have stepped up pilots of fully integrated monitoring with the help of eager early adopters. But lacking reliable automation to replace manual tasks at commercial scale, most projects never expand beyond trials. While the potential of IoT in agriculture is immense, technological limitations pose significant challenges. Issues such as data overload, where farmers receive more information than they can effectively use, and concerns over data accuracy and reliability remain prevalent. Additionally, the need for robust data management systems that can handle large volumes of data seamlessly is critical for the practical application of these technologies in the field. Importantly, the successful implementation of IoT and sensor technologies in agriculture hinges on their integration with existing practices. This includes ensuring compatibility with current equipment and processes and providing training for farmers and agricultural workers. The technology must be user-friendly and adaptable to various agricultural settings, allowing for smooth transition and minimal disruption to established practices. Food cycle and associated challenges (contaminants, toxins, and pathogens) to maintain safety and quality, needed for health wellness. (© Wiley-VCH Verlag) (click on image to enlarge)Wearables Crossover from Medical Labs
Now outside expertise from healthcare technology specialists focused on easy and automated biosensing looks poised to fulfill the promise. Their flexible, durable, nanofabricated 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.Moving Toward High-Precision Food and Agriculture
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.
By
Майкл
Бергер
– Майкл є автором трьох книг Королівського товариства хімії:
Нано-суспільство: розсув кордони технологій,
Нанотехнології: Майбутнє крихітне та
Наноінженерія: навички та інструменти, що роблять технологію невидимою
Copyright ©
ТОВ «Нановерк».
Станьте запрошеним автором Spotlight! Приєднуйтесь до нашої великої та зростаючої групи гості дописувачі. Ви щойно опублікували наукову роботу чи маєте інші цікаві розробки, якими можете поділитися з нанотехнологічною спільнотою? Ось як опублікувати на nanowerk.com.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64316.php
- : має
- :є
- : ні
- :де
- $UP
- 10
- 11
- 2022
- 26
- 31
- 32
- 7
- 9
- a
- доступність
- точність
- насправді
- пристосований
- Додатково
- прийняти
- усиновлювачів
- Прийняття
- Прийняття
- просунутий
- просування
- аванси
- Сільськогосподарський
- сільське господарство
- попереду
- AI
- мета
- алгоритми
- дозволяти
- Дозволити
- дозволяє
- Також
- an
- аналіз
- аналітика
- та
- додаток
- застосування
- прикладної
- додатка
- ЕСТЬ
- області
- навколо
- масив
- AS
- прагнення
- асоційований
- At
- автор
- Автоматизований
- Автоматизація
- Балансування
- бар'єри
- BE
- перед тим
- буття
- Переваги
- Бергер
- За
- біомаркер
- біометричні
- порожній
- блоки
- книги
- обидва
- Межі
- прориви
- широко
- Бюджети
- Створюємо
- підприємства
- але
- by
- CAN
- капітал
- обережність
- Центр
- ланцюга
- проблеми
- більш дешевий
- хімія
- очевидно
- клацання
- ближче
- хмара
- збір
- комерційний
- загальний
- співтовариство
- Компанії
- сумісність
- скарга
- складний
- всеосяжний
- Турбота
- конференції
- зв'язок
- Вважати
- постійна
- забруднювачі
- безперервний
- переконати
- рентабельним
- може
- покриття
- критичний
- урожай
- Схрещений
- перехід
- Поточний
- передовий
- цикл
- дані
- аналіз даних
- управління даними
- Дата
- Днів
- рішення
- ДЕФІЦИТ
- затримки
- розгортання
- Отриманий
- Виявлення
- розробників
- події
- пристрій
- прилади
- безпосередньо
- Захворювання
- Зрив
- розподіл
- Різне
- do
- Лікарі
- домінувати
- управляти
- нетерпляче
- Рано
- ранні усиновлювачі
- легко
- Економічний
- редагування
- фактично
- ефективність
- ефективність
- продуктивно
- з'являються
- уповноважувати
- включіть
- включений
- дозволяє
- дозволяє
- кінець
- підвищувати
- підвищення
- збільшити
- забезпечення
- навколишній
- обладнання
- капітал
- особливо
- істотний
- встановлений
- Ефір (ETH)
- Навіть
- еволюція
- захоплюючий
- існуючий
- Розширювати
- експертиза
- Face
- стикаються
- Падіння
- фермерів
- сільське господарство
- ферми
- швидше
- втому
- поле
- Поля
- Рисунок
- Перший
- п'ять
- гнучкий
- повінь
- увагу
- стежити
- харчування
- Продовольча і сільськогосподарська
- для
- Для стартапів
- від
- Виконати
- повністю
- фінансування
- майбутнє
- зібраний
- редагування генів
- GIF
- даний
- Глобально
- новаторський
- Group
- виробників
- Зростання
- Зростання
- гість
- керівництво
- Половина
- рука
- обробляти
- практичний
- Мати
- здоров'я
- охорона здоров'я
- допомога
- корисний
- Гесидант
- висока продуктивність
- Виділіть
- петлі
- історичний
- сподівається,
- лікарні
- Як
- How To
- Однак
- HTTPS
- обман
- if
- зображення
- величезний
- Impact
- Вплив
- реалізація
- наслідки
- важливо
- удосконалювати
- поліпшений
- поліпшення
- поліпшення
- in
- включати
- includes
- збільшений
- промисловість
- приплив
- інформація
- Інфраструктура
- початковий
- інновація
- інновації
- розуміння
- інструменти
- інтегрувати
- інтегрований
- інтеграція
- Розумний
- намір
- інтернет
- втручання
- в
- введені
- інвестиції
- КАТО
- прилади іоту
- питання
- IT
- приєднатися
- JPG
- просто
- збережений
- ключ
- Ключові сфери
- праця
- не вистачає
- великий
- Пізно
- провідний
- Веде за собою
- догляд
- Legacy
- рівні
- життя
- як
- МЕЖА
- недоліки
- обмеженою
- трохи
- високий
- логотип
- Довго
- подивитися
- ВИГЛЯДИ
- знизити
- made
- підтримувати
- основний
- Робить
- управління
- Менеджери
- керівництво
- Виробники
- виробництво
- ринок
- ринки
- Може..
- засоби
- медичний
- медицина
- відповідає
- Майкл
- мікробіома
- Середній
- мінімальний
- Mobile
- моніторинг
- монітори
- більше
- найбільш
- повинен
- ім'я
- нанотехнології
- майже
- необхідно
- Необхідність
- необхідний
- нужденних
- мережа
- мереж
- ніколи
- Нові
- новіший
- наступний
- зараз
- of
- Пропозиції
- часто
- on
- ONE
- тільки
- відкритий
- операції
- or
- органічний
- Інше
- інакше
- наші
- поза
- над
- пригнічує
- парний
- Папір
- пацієнт
- моніторинг пацієнта
- PHP
- Пілоти
- завод
- рослин
- Платформи
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- готовий
- можливостей
- потенціал
- потенційно
- Харчування
- потужний
- Практичний
- практики
- Точність
- інтелектуального
- Прогностична аналітика
- подарунки
- поширений
- запобігає
- Пріоритетність
- пріоритет
- проблеми
- процес
- процеси
- виробляти
- виробництво
- Production
- глибокий
- прогрес
- проект
- проектів
- обіцянку
- обіцяє
- доказ
- доведений
- забезпечення
- Публікація
- публікувати
- опублікований
- видавець
- покупка
- Натискання
- якість
- швидше
- готовий
- реальний
- справжнє життя
- реального часу
- отримати
- останній
- Знижений
- про
- випущений
- надійність
- надійний
- покладаючись
- залишатися
- залишається
- замінювати
- Звіти
- вимагати
- дослідник
- Дослідники
- відповідально
- в результаті
- огляд
- здійснити революцію
- Дорожня карта
- міцний
- королівський
- s
- Безпека
- шкала
- Масштабування
- науковий
- плавно
- сектор
- здається
- датчик
- датчиків
- серйозний
- налаштування
- Поділитись
- Шоу
- значний
- аналогічний
- скептичний
- Скептицизм
- навички
- розумний
- розумнішими
- згладити
- соціальна
- соціальні наслідки
- суспільство
- грунт
- що в сім'ї щось
- Скоро
- шукати
- Source
- Фахівці
- конкретний
- Прожектор
- етапи
- зацікавлених сторін
- автономні
- Стартапи
- палиця
- Як і раніше
- прямий
- Стратегія
- упорядкування
- потоки
- стрес
- успіхів
- сутички
- істотний
- успішний
- такі
- нагляд
- хлинули
- спостереження
- Sustainability
- сталого
- SWIFT
- Systems
- завдання
- технології
- методи
- технологічний
- Технології
- Технологія
- Тестування
- Тести
- ніж
- Що
- Команда
- Майбутнє
- Джерело
- їх
- Там.
- Ці
- вони
- це
- хоча?
- три
- через
- час
- Терміни
- своєчасно
- назва
- до
- сьогодні
- занадто
- інструменти
- топ
- до
- Відстеження
- Навчання
- переклад
- Перетворення
- перехід
- передавати
- лікування
- випробування
- Потрійний
- правда
- Довіряйте
- намагається
- два
- при
- що лежить в основі
- університети
- відімкнути
- до
- Updates
- URL
- використання
- використовуваний
- зручно
- користувачі
- використовує
- різний
- постачальники
- підприємство
- венчурний капітал
- Фінансування венчурного капіталу
- вертикальний
- ветеринарні
- через
- летючий
- Обсяги
- Відходи
- даремно
- придатний для носіння
- велнес
- Що
- коли
- в той час як
- волі
- бездротової
- з
- в
- без
- Work
- робочі
- світ
- б
- років
- ще
- врожайність
- ви
- вашу
- зефірнет