Ngày 26 tháng 2023 năm XNUMX (Tiêu điểm Nanowerk) Các nhà nghiên cứu từ lâu đã tìm cách nâng cao thực hành nông nghiệp và thực phẩm thông qua các công nghệ tiên tiến như cảm biến và truyền dữ liệu không dây. Những thách thức dai dẳng xung quanh việc giám sát hiệu quả chất lượng cây trồng và thực phẩm đã làm chậm tiến độ. Hiện nay, các kỹ thuật sản xuất nano mới nổi và Internet of Things Kết nối (IoT) có thể sớm mở ra nền nông nghiệp thông minh hơn, bền vững hơn nhờ nguồn dữ liệu thực địa.
Những tiến bộ trong công nghệ cảm biến đã cho ra đời nhiều loại thiết bị đa dạng dành cho thực phẩm và nông nghiệp. Chúng bao gồm các cảm biến để phát hiện mầm bệnh cụ thể trong thực phẩm, độ ẩm trong đất và thậm chí cả các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi do thực vật giải phóng khi bị căng thẳng. Những cảm biến như vậy giúp phát hiện sớm sự hư hỏng hoặc bệnh tật, từ đó có thể can thiệp kịp thời. Việc tích hợp các cảm biến này với nền tảng IoT cho phép giám sát và phân tích dữ liệu theo thời gian thực, nâng cao hiệu quả của hoạt động nông nghiệp.
Sơ đồ dòng thời gian bao gồm sự cải tiến hàng năm của công nghệ cảm biến và thiết bị IoT cho cả cảm biến thực phẩm và thực vật. (© Wiley-VCH Verlag)
Tuy nhiên, các thiết bị cầm tay và các thiết bị di động khác vẫn còn hạn chế, vì các thử nghiệm tẻ nhạt trong phòng thí nghiệm vẫn chiếm ưu thế trong chuỗi sản xuất nông nghiệp và thực phẩm ngày nay. Điều này dẫn đến sự chậm trễ nghiêm trọng kể từ thời điểm thu thập mẫu cho đến khi đưa ra quyết định quan trọng, dẫn đến lãng phí thực phẩm, năng suất thấp hơn và tác động đến môi trường.
Những đổi mới mạnh mẽ bên ngoài lĩnh vực này đã mở ra những khả năng mới. Những tiến bộ trong sản xuất làm nền tảng cho các cảm biến sinh học có thể đeo được dành cho chăm sóc sức khỏe hiện đang được điều chỉnh cho các ứng dụng thú y và nông nghiệp. Được kết hợp với mạng không dây và phân tích dữ liệu đám mây được hỗ trợ bởi những bước tiến trong nền tảng IoT và trí tuệ nhân tạo (AI), các thiết bị nhỏ được gắn trên có khả năng cho phép giám sát cây trồng liên tục tại nguồn.
Một ấn phẩm gần đây ở Hệ thống thông minh tiên tiến (“Các cảm biến thực phẩm và thực vật được kích hoạt bằng Internet of Things để tăng cường tính bền vững”) trình bày đánh giá toàn diện về hai lĩnh vực chính: thứ nhất, việc triển khai các cảm biến hiệu suất cao, tiết kiệm chi phí để cải thiện an toàn thực phẩm, chất lượng, tăng trưởng thực vật và quản lý dịch bệnh; và thứ hai, ứng dụng các cảm biến hỗ trợ IoT để trao quyền cho nông dân, các bên liên quan và ngành nông sản thực phẩm thông qua thử nghiệm nhanh chóng và phân tích dự đoán bắt nguồn từ dữ liệu do cảm biến tạo ra, sử dụng AI.
Tự động hóa các công cụ đã qua sử dụng vẫn là rào cản chính
Trong khi các công cụ công nghiệp thực phẩm ngày càng rẻ hơn, nhanh hơn và di động hơn, người dùng cuối vẫn phải đối mặt với tình trạng thiếu tự động hóa nghiêm trọng khi cố gắng tích hợp dữ liệu cảm biến. Các vấn đề về cây trồng thường được phát hiện khi đã quá muộn để sử dụng các kỹ thuật chỉnh sửa gen và quản lý hệ vi sinh vật mới mà có thể vô hiệu hóa các vấn đề ở giai đoạn đầu. Các nhà cung cấp công nghệ nông nghiệp truyền thống đã báo hiệu rằng các công cụ độc lập vẫn là ưu tiên hàng đầu của họ, khiến ngành này phải phụ thuộc vào các nhà nghiên cứu và công ty khởi nghiệp để trang bị thêm khả năng kết nối. Các nhà sản xuất cảm biến lớn đang quảng bá rộng rãi hoạt động canh tác “thông minh”. Tuy nhiên, phân tích kỹ hơn cho thấy các dịch vụ của họ vẫn yêu cầu thu thập dữ liệu thực hành đáng kể, trong đó mạng IoT được coi là một khát vọng hơn là một chiến lược khả thi. Nút thắt đổi mới đã khiến nông dân hoài nghi. Người trồng ngần ngại mua thiết bị mới hơn nếu điều đó đồng nghĩa với việc đồng bộ hóa dữ liệu nhiều hơn, đặc biệt là với ngân sách eo hẹp. Các nhà nghiên cứu tại các trường đại học và các công ty tiên tiến đã tăng cường thí điểm giám sát tích hợp đầy đủ với sự trợ giúp của những người áp dụng sớm. Nhưng thiếu khả năng tự động hóa đáng tin cậy để thay thế các tác vụ thủ công ở quy mô thương mại, hầu hết các dự án không bao giờ mở rộng ra ngoài giai đoạn thử nghiệm. Mặc dù tiềm năng của IoT trong nông nghiệp là rất lớn nhưng những hạn chế về công nghệ cũng đặt ra những thách thức đáng kể. Các vấn đề như quá tải dữ liệu, trong đó nông dân nhận được nhiều thông tin hơn mức họ có thể sử dụng một cách hiệu quả và những lo ngại về độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu vẫn còn phổ biến. Ngoài ra, nhu cầu về các hệ thống quản lý dữ liệu mạnh mẽ có thể xử lý khối lượng lớn dữ liệu một cách liền mạch là rất quan trọng đối với ứng dụng thực tế của các công nghệ này trong lĩnh vực này. Điều quan trọng là việc triển khai thành công công nghệ IoT và cảm biến trong nông nghiệp phụ thuộc vào sự tích hợp của chúng với các thực tiễn hiện có. Điều này bao gồm việc đảm bảo khả năng tương thích với các thiết bị và quy trình hiện tại cũng như cung cấp đào tạo cho nông dân và công nhân nông nghiệp. Công nghệ này phải thân thiện với người dùng và có khả năng thích ứng với các môi trường nông nghiệp khác nhau, cho phép chuyển đổi suôn sẻ và giảm thiểu sự gián đoạn đối với các hoạt động đã được thiết lập. Chu trình thực phẩm và những thách thức liên quan (chất gây ô nhiễm, chất độc và mầm bệnh) để duy trì sự an toàn và chất lượng cần thiết cho sức khỏe. (© Wiley-VCH Verlag) (bấm vào hình để phóng to)Thiết bị đeo chéo từ phòng thí nghiệm y tế
Giờ đây, chuyên môn bên ngoài từ các chuyên gia công nghệ chăm sóc sức khỏe đã tập trung vào cảm biến sinh học tự động và dễ dàng có vẻ đã sẵn sàng thực hiện lời hứa. Tính linh hoạt, bền bỉ của chúng, chế tạo nano dải cảm biến có thể dán trực tiếp lên sản phẩm, vật nuôi và cơ sở hạ tầng quan trọng. Kết nối không dây tích hợp cho phép các màn hình bóc và dán này truyền thông tin về dấu ấn sinh học thẳng lên đám mây mà không cần nhân viên xáo trộn dữ liệu. Các thuật toán AI xử lý dòng dữ liệu hiện trường khi nó truyền vào, chắt lọc thông tin chi tiết và chỉ cảnh báo cho người quản lý qua ứng dụng khi vượt qua ngưỡng can thiệp quan trọng. Điều này tránh được “sự mệt mỏi về dữ liệu”, một lời phàn nàn phổ biến của nông dân khi nhận được rất nhiều kết quả đọc từ cảm biến nhưng lại có rất ít hướng dẫn hữu ích về những việc thực sự cần làm tiếp theo. Phân tích rảnh tay giúp tránh lãng phí thời gian khi cố gắng giải thích các báo cáo quá tải. Những đột phá về sinh trắc học cho phép theo dõi bệnh nhân 40/2022 bên ngoài bệnh viện gần như đã sẵn sàng cho các cánh đồng nông nghiệp. Các nhà nghiên cứu thị trường dự đoán đầu tư IoT vào nông nghiệp sẽ tăng gấp ba lần trên toàn cầu trong vòng XNUMX năm. Các công văn từ các hội nghị ngành gần đây cũng nhấn mạnh khả năng kết nối là ưu tiên hàng đầu của các nhà phát triển công nghệ cảm biến hiện đang xem các doanh nghiệp nông nghiệp và thực phẩm như một ngành dọc quan trọng trong tương lai. Nguồn vốn đầu tư mạo hiểm cho các công ty khởi nghiệp thương mại hóa việc theo dõi cây trồng liên tục đã tăng XNUMX% so với cùng kỳ năm trước cho đến nửa đầu năm XNUMX.Hướng tới thực phẩm và nông nghiệp có độ chính xác cao
Trước khi bước vào thế giới thực phẩm và nông nghiệp, các cảm biến y tế có thể đeo và cấy ghép đã phải đối mặt với những rào cản tương tự như những gì công nghệ nông nghiệp đang gặp khó khăn ngày nay. Các bác sĩ sẽ không áp dụng những màn hình làm phức tạp khối lượng công việc của họ bằng cách tạo ra những dữ liệu không thể sử dụng được. Hợp lý hóa quy trình nhằm hạn chế sự giám sát cần thiết để theo dõi liên tục tỏ ra cần thiết để thúc đẩy việc áp dụng. Y học cũng khắc phục được sự khó chịu và hoài nghi ban đầu của bệnh nhân về tính an toàn và hiệu quả theo thời gian khi tính nhất quán và độ chính xác được cải thiện. Giờ đây, ngành nông nghiệp hy vọng sẽ đi theo lộ trình hướng tới cảm biến liên tục của ngành chăm sóc sức khỏe. Các trang trại trình diễn nhằm mục đích thuyết phục những người nông dân còn do dự thông qua bằng chứng thực tế rằng việc giám sát đất và cây trồng 24/24 có thể hoạt động ở quy mô thương mại mà không làm gián đoạn hoạt động. Các nhà phát triển có ý định mở rộng quy mô các công cụ giám sát mới một cách có trách nhiệm sẽ ưu tiên xây dựng niềm tin khi độ tin cậy của thiết bị không ngừng được cải thiện. Ý nghĩa kinh tế và xã hội của việc áp dụng công nghệ cảm biến và IoT tiên tiến trong nông nghiệp là rất sâu sắc. Một mặt, những công nghệ này hứa hẹn tăng hiệu quả, giảm chất thải và cải thiện năng suất cây trồng, mang lại lợi ích kinh tế tiềm năng. Mặt khác, cần phải xem xét tác động lên thị trường lao động và khả năng tiếp cận các công nghệ đó đối với nông dân quy mô nhỏ. Cân bằng tiến bộ công nghệ với công bằng xã hội và kinh tế sẽ là chìa khóa cho sự phát triển bền vững của nông nghiệp. Khi các rào cản về chuyên môn trước đây được dỡ bỏ, thực phẩm và nông nghiệp dường như đã sẵn sàng cho sự chuyển đổi thông qua công nghệ ứng dụng. Dữ liệu thực địa chi tiết liên tục hứa hẹn mang lại độ chính xác thực sự trong quá trình trồng trọt và phân phối, thay vì dựa vào những phỏng đoán có cơ sở từ các mẫu thủ công hạn chế. Vẫn còn trong những ngày đầu, nhà nghiên cứu cảnh báo sẽ có nhiều công việc tích hợp hơn nữa trước khi tuyên bố rằng cảm biến và khả năng kết nối có thể thực hiện những lời hứa cao cả về cách mạng hóa hoàn toàn nông nghiệp và sản xuất lương thực. Tuy nhiên, rõ ràng là các khối xây dựng có vẻ đã sẵn sàng cho một điều gì đó mang tính đột phá.
– Michael là tác giả của ba cuốn sách của Hiệp hội Hóa học Hoàng gia:
Xã hội Nano: Đẩy mạnh ranh giới của công nghệ,
Công nghệ nano: Tương lai nhỏ bévà
Nanoengineering: Các kỹ năng và công cụ làm cho công nghệ vô hình
Bản quyền ©
Công Ty TNHH Nanowerk
Trở thành tác giả khách mời của Spotlight! Tham gia nhóm lớn và đang phát triển của chúng tôi những người đóng góp cho khách. Bạn vừa xuất bản một bài báo khoa học hoặc có những phát triển thú vị khác để chia sẻ với cộng đồng công nghệ nano? Đây là cách xuất bản trên nanowerk.com.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64316.php
- : có
- :là
- :không phải
- :Ở đâu
- $ LÊN
- 10
- 11
- 2022
- 26
- 31
- 32
- 7
- 9
- a
- khả năng tiếp cận
- chính xác
- thực sự
- thích nghi
- Ngoài ra
- nhận nuôi
- người áp dụng
- Nhận nuôi
- Nhận con nuôi
- tiên tiến
- thăng tiến
- tiến bộ
- Nông nghiệp
- nông nghiệp
- trước
- AI
- nhằm mục đích
- thuật toán
- cho phép
- Cho phép
- cho phép
- Ngoài ra
- an
- phân tích
- phân tích
- và
- Các Ứng Dụng
- các ứng dụng
- áp dụng
- ứng dụng
- LÀ
- khu vực
- xung quanh
- Mảng
- AS
- khát vọng
- liên kết
- At
- tác giả
- Tự động
- Tự động hóa
- cân bằng
- rào cản
- BE
- trước
- được
- Lợi ích
- Berger
- Ngoài
- dấu ấn sinh học
- biometric
- trống
- Khối
- Sách
- cả hai
- ranh giới
- đột phá
- rộng rãi
- Ngân sách
- Xây dựng
- các doanh nghiệp
- nhưng
- by
- CAN
- vốn
- thận trọng
- Trung tâm
- chuỗi
- thách thức
- rẻ hơn
- hóa học
- Rõ ràng
- Nhấp chuột
- gần gũi hơn
- đám mây
- bộ sưu tập
- thương gia
- Chung
- cộng đồng
- Các công ty
- khả năng tương thích
- khiếu nại
- phức tạp
- toàn diện
- Mối quan tâm
- hội nghị
- Kết nối
- Hãy xem xét
- không thay đổi
- chất gây ô nhiễm
- liên tục
- thuyết phục
- chi phí-hiệu quả
- có thể
- bao gồm
- quan trọng
- cây trồng
- Crossed
- băng qua
- Current
- tiên tiến
- chu kỳ
- dữ liệu
- phân tích dữ liệu
- quản lý dữ liệu
- Ngày
- Ngày
- quyết định
- THIẾU HỤT HOẶC KHUYẾT
- sự chậm trễ
- triển khai
- Nguồn gốc
- Phát hiện
- phát triển
- phát triển
- thiết bị
- Thiết bị (Devices)
- trực tiếp
- Bệnh
- Gián đoạn
- phân phối
- khác nhau
- do
- Các bác sĩ
- thống trị
- lái xe
- hăng hái
- Đầu
- sớm chấp nhận
- dễ dàng
- Kinh tế
- chỉnh sửa
- hiệu quả
- hiệu quả
- hiệu quả
- hiệu quả
- mới nổi
- trao quyền
- cho phép
- kích hoạt
- cho phép
- cho phép
- cuối
- nâng cao
- tăng cường
- phóng to
- đảm bảo
- môi trường
- Trang thiết bị
- sự bình đẳng
- đặc biệt
- thiết yếu
- thành lập
- Ether (ETH)
- Ngay cả
- sự tiến hóa
- thú vị
- hiện tại
- Mở rộng
- chuyên môn
- Đối mặt
- phải đối mặt
- rơi xuống
- nông dân
- nông nghiệp
- Trang trại
- nhanh hơn
- mệt mỏi
- lĩnh vực
- Lĩnh vực
- Hình
- Tên
- năm
- linh hoạt
- lũ lụt
- tập trung
- theo
- thực phẩm
- Thực phẩm và Nông nghiệp
- Trong
- Dành cho người khởi nghiệp
- từ
- Hoàn thành
- đầy đủ
- tài trợ
- tương lai
- tập hợp
- chỉnh sửa gen
- gif
- được
- Toàn cầu
- đột phá
- Nhóm
- người trồng
- Phát triển
- Tăng trưởng
- Khách
- hướng dẫn
- Một nửa
- tay
- xử lý
- hands-on
- Có
- cho sức khoẻ
- chăm sóc sức khỏe
- giúp đỡ
- hữu ích
- Do dự
- hiệu suất cao
- Đánh dấu
- bản lề
- mang tính lịch sử
- hy vọng
- bệnh viện
- Độ đáng tin của
- Hướng dẫn
- Tuy nhiên
- HTTPS
- Hype
- if
- hình ảnh
- bao la
- Va chạm
- Tác động
- thực hiện
- hàm ý
- quan trọng
- nâng cao
- cải thiện
- cải thiện
- cải thiện
- in
- bao gồm
- bao gồm
- tăng
- ngành công nghiệp
- dòng chảy
- thông tin
- Cơ sở hạ tầng
- ban đầu
- sự đổi mới
- đổi mới
- những hiểu biết
- cụ
- tích hợp
- tích hợp
- hội nhập
- Thông minh
- ý định
- Internet
- can thiệp
- trong
- giới thiệu
- Đầu Tư
- iốt
- thiết bị iot
- các vấn đề
- IT
- tham gia
- jpg
- chỉ
- giữ
- Key
- Những vùng trọng điểm
- nhân công
- thiếu
- lớn
- Trễ, muộn
- hàng đầu
- Dẫn
- để lại
- Legacy
- niveaux
- Cuộc sống
- Lượt thích
- LIMIT
- hạn chế
- Hạn chế
- ít
- cao
- Logo
- dài
- Xem
- NHÌN
- thấp hơn
- thực hiện
- duy trì
- chính
- Làm
- quản lý
- Quản lý
- nhãn hiệu
- Các nhà sản xuất
- sản xuất
- thị trường
- thị trường
- Có thể..
- có nghĩa
- y khoa
- y học
- Đạt
- Michael
- Vi sinh vật
- Tên đệm
- tối thiểu
- di động
- giám sát
- màn hình
- chi tiết
- hầu hết
- phải
- tên
- công nghệ nano
- gần
- cần thiết
- Cần
- cần thiết
- cần
- mạng lưới
- mạng
- không bao giờ
- Mới
- mới hơn
- tiếp theo
- tại
- of
- Cung cấp
- thường
- on
- ONE
- có thể
- mở
- Hoạt động
- or
- hữu cơ
- Nền tảng khác
- nếu không thì
- vfoXNUMXfipXNUMXhfpiXNUMXufhpiXNUMXuf
- bên ngoài
- kết thúc
- áp đảo
- ghép đôi
- Giấy
- bệnh nhân
- điều hành kiên trì
- PHP
- Phi công
- cây
- nhà máy
- Nền tảng
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- sẵn sàng
- khả năng
- tiềm năng
- có khả năng
- -
- mạnh mẽ
- Thực tế
- thực hành
- Độ chính xác
- dự đoán
- Đoán trước Analytics
- quà
- thịnh hành
- ngăn chặn
- Ưu tiên
- ưu tiên
- vấn đề
- quá trình
- Quy trình
- sản xuất
- sản xuất
- Sản lượng
- thâm thúy
- Tiến độ
- dự án
- dự án
- lời hứa
- Hứa hẹn
- bằng chứng
- chứng minh
- cung cấp
- Xuất bản
- xuất bản
- công bố
- nhà xuất bản
- mua
- Đẩy
- chất lượng
- hơn
- sẵn sàng
- thực
- đời thực
- thời gian thực
- nhận
- gần đây
- Giảm
- về
- phát hành
- độ tin cậy
- đáng tin cậy
- dựa vào
- vẫn
- vẫn còn
- thay thế
- Báo cáo
- yêu cầu
- nhà nghiên cứu
- nhà nghiên cứu
- có trách nhiệm
- kết quả
- xem xét
- cách mạng hóa
- lộ trình
- mạnh mẽ
- hoàng gia
- s
- Sự An Toàn
- Quy mô
- mở rộng quy mô
- khoa học
- liền mạch
- ngành
- hình như
- cảm biến
- cảm biến
- nghiêm trọng
- thiết lập
- Chia sẻ
- Chương trình
- có ý nghĩa
- tương tự
- hoài nghi
- Chủ nghĩa hoài nghi
- kỹ năng
- thông minh
- thông minh hơn
- trơn tru
- Mạng xã hội
- Tác động xã hội
- Xã hội
- đất
- một cái gì đó
- Chẳng bao lâu
- tìm kiếm
- nguồn
- chuyên gia
- riêng
- Spotlight
- giai đoạn
- các bên liên quan
- độc lập
- Startups
- Stick
- Vẫn còn
- ngay
- Chiến lược
- tinh giản
- dòng
- căng thẳng
- sải bước
- Đấu tranh
- đáng kể
- thành công
- như vậy
- giám sát
- tăng
- giám sát
- Tính bền vững
- bền vững
- SWIFT
- hệ thống
- nhiệm vụ
- công nghệ cao
- kỹ thuật
- công nghệ
- Công nghệ
- Công nghệ
- Kiểm tra
- kiểm tra
- hơn
- việc này
- Sản phẩm
- Tương lai
- Nguồn
- cung cấp their dịch
- Đó
- Kia là
- họ
- điều này
- Tuy nhiên?
- số ba
- Thông qua
- thời gian
- timeline
- hợp thời
- Yêu sách
- đến
- bây giờ
- quá
- công cụ
- hàng đầu
- đối với
- Theo dõi
- Hội thảo
- chuyển
- Chuyển đổi
- quá trình chuyển đổi
- truyền
- điều trị
- thử nghiệm
- Gấp ba lần
- đúng
- NIỀM TIN
- cố gắng
- hai
- Dưới
- nền tảng
- Các trường Đại học
- mở khóa
- cho đến khi
- Cập nhật
- URL
- sử dụng
- đã sử dụng
- sử dụng
- Người sử dụng
- Bằng cách sử dụng
- khác nhau
- nhà cung cấp
- liên doanh
- đầu tư mạo hiểm
- Đầu tư mạo hiểm
- thẳng đứng
- thú y
- thông qua
- Dễ bay hơi
- khối lượng
- Chất thải
- lãng phí
- có thể mặc được
- sức khỏe toàn diện
- Điều gì
- khi nào
- trong khi
- sẽ
- không dây
- với
- ở trong
- không có
- Công việc
- công nhân
- thế giới
- sẽ
- năm
- nhưng
- sản lượng
- bạn
- trên màn hình
- zephyrnet