Аграрії активно залучають новітні технології

За статистичними прогнозами ООН, у ХХ столітті кількість населення на планеті зросла на 400%. Передбачається, що до 2050 року вона становитиме 10 млрд осіб, на сьогодні це число налічує 7,8 млрд чоловік. Для забезпечення продовольчої безпеки населення планети завданням агропромислового комплексу має бути інноваційний розвиток сільського господарства за будь-яких нестабільних ситуацій та пошук ефективних шляхів підвищення урожайності. І якщо у 1960-х роках один фермер у середньому забезпечував продовольством 25,8 осіб, то нині цей показник суттєво знизився. Під час форуму «Як прогодувати світ у 2050 році» фахівці-аграрії стверджували, що рівень продовольчого забезпечення такої чисельності населення має зрости щонайменше на 70%. Звісно, не обійтися тут без залучення науковців-винахідників.

«Залізні» інновації

Роботи, штучний інтелект, технології машинного навчання та біотехнології – ось що визначатиме розвиток сільського господарства найближчими десятиліттями.

Вже зараз роботів активно залучають на допомогу сільському господарству – від тракторів у полі до збирання свіжих фруктів. До 2028 року, за даними аналітиків компанії «IDTechEx», фермери придбають 700 тис. тракторів із функцією допомоги у кермуванні. Це буде піком такої техніки, оскільки з 2024 року прогнозується зростання сегменту сільськогосподарської техніки з автопілотом. Передбачається, що до 2038 року буде реалізовано 40 тисяч повністю автономних (5 рівень автопілоту) тракторів.

Проте, на думку аналітиків, затребуваними будуть невеликі мобільні сільськогосподарські роботи, повільні та легкі – прототипи таких машин почали лише з’являтися, наприклад, робот-збиральник полуниці від стартапу CROO Robotics, який наразі проходить тестування. Розробниками таких машин зацікавилися гіганти сільськогосподарської індустрії. Так, John Deere придбав компанію, що розробила робота зі штучним інтелектом, який розпізнає кожну рослину, відділяє бур’ян від корисних посівів та відповідно оброблює рослини – добривами чи гербіцидами.

Почали також з’являтися роботи, які допомагають вирішити ще одне складне завдання сільського господарства – збирання оптимально стиглих, м’яких і ніжних фруктів. І досі збір такого врожаю здійснюється переважно вручну.

Компанія «Shibiya Seiki» створила машину для збирання полуниці, хоча для її роботи необхідно розділити полуничні сади на ряди за розмірами плодів і точно дотримуватися відстані між рослинами. Робот компанії «Octinion» також вимагає спеціально адаптованого получничного саду, і поки що може збирати до 70% врожаю без пошкоджень.

Стартапи FF Robotics та Abundant Robotics створюють машини для збирання яблук. Остання планує випустити перший комерційний зразок наприкінці 2018 року. Розробники таких машин стверджують, що складність не лише у ніжності фруктів – необхідно з точністю до міліметрів у реальному часі позиціонувати маніпулятор робота. Відповідне спеціальне програмне забезпечення та чіпи, які зможуть його оброблювати, почали з’являтися лише останніми роками.

Рідкоземельні магніти для поливу рослин

Щороку в Європі внаслідок змивання пестицидів відбувається забруднення прісної води у розмірі €30 млрд – існуючі технології розбризкування цих хімікатів змушують йти на компроміс: обирати точність доставки або площу покриття. З огляду на це, 70% пестицидів потрапляють не на рослини, а в грунт, водойми тощо.

Компанія 2MagGrow» вирішила додавати у розчин пестицидів магнітні матеріали, що, своєю чергою, дає змогу точно контролювати політ кожної краплини речовини від сопла на листя рослини.

Магнітні матеріали також надають пестицидам електричний заряд, щоб краплини розчину краще прикріплювалися до листя. Як повідомляють фахівці «MagGrow», поліпшили точність розпилювання на 80% та й краплини стали кріпитися на 90% краще. Тестові випробування в Ефіопії та Кенії продемонстрували: фермери при ручному обприскуванні з наплічного баку можуть використовувати на 50% менше води та на 50% менше пестицидів. А на роботу, яка потребувала 8 годин, ефіопські фермери почали витрачати не більше двох. Та й урожайність у таких господарствах зросла на 300%.

Навіщо мікробам біоінформатика

Чи відомо вам, що людина на 50% складається з бактерій в мікробів? Ці невидимі мікроорганізми живуть у симбіозі з тілом господаря і допомагають йому нормально працювати. Найвідоміший приклад такого симбіозу – біфідобактерії, які підтримують наше травлення.

Фахівці стартапу Indigo почали досліджувати, чи є у рослин бактерії-симбіонти та наскільки вони важливі для їхнього розвитку. Виявилося, що сучасні підходи фермерів знищують деякі з важливих для рослин мікробів-симбіонтів.

У Indigo використали відносно доступні нині технології геномного секвенування та обчислювальної біоінформатики, і зібрали велику базу даних про симбіонтів найважливіших господарських культур – бавовни, пшениці, кукурудзи, сої та рису. Технології машинного навчання дозволили за допомогою цієї бази даних визначати, які саме мікроби є найбільш важливими для здоров’я цих рослин. Ними у Indigo пропонують покривати насіння, що покращує здоров’я посівів і збільшує врожаї приблизно на 30%.

Татуювання для рослин

Науковці Університету Айови розробили технологію дешевих сенсорів, які можна розміщувати безпосередньо на рослинах та отримувати цінну інформацію. Наприклад, схожі на татуювання датчики можуть показати, скільки часу витрачає рослина, щоб доправити воду від своїх коренів до листя.

Це може відкрити шлях для нового покоління селекції, коли рослини будуть ефективніше використовувати воду. Науковці кажуть, що з невеликою модифікацією їхня розробка може відстежувати захворювання у рослинах.

Гамбургери, для яких продукція тваринного походження не потрібна

Тваринництво на сьогодні займає 30% придатних для сільського господарства земель, а також значну частину обмежених планетарних ресурсів. Наприклад, для виробництва 0,5 кг сухого корму потрібен один кубометр води. До того ж, м’ясо є джерелом багатьох хвороб, від яких щороку потерпають 48 млн людей, 128 тисяч потрапляють до лікарень, а також 3000 летальних випадків.

Науковці пропонують перейти на чисте м’ясо з пробірок, скориставшись технологіями зі сфери регенерації органів. Вони дозволяють за 9 тижнів виростити котлету для гамбургера, яка буде цілком натуральною, адже складатиметься з клітин, вилучених у тварини. Невелику кількість клітин розмножують в пробірках, отримуючи таке ж м’ясо.

Озвучену вченими інформацію підтверджує одна з найбільш авторитетних світових агенцій з питань продуктів харчування та ліків – FDA. Фахівці цієї установи запевняють, що не володіють фактами щодо небезпеки м’яса з пробірки.

Першу партію продуктів зі штучно-натурального м’яса науковці обіцяють виготовити наприкінці поточного року. Це будуть курячі наггетси, ковбаса та фуа-гра. Скуштувати їх можна буде у відповідних ресторанах США та Азії. До 2021 року, на думку фахівців із вирощування м’яса в пробірці, його можна буде придбати у магазинах.

Програмні винаходи

Мобільний телефон і комп’ютер зі спеціалізованим фермерським додатком і сервісом стали для сучасного аграрія незамінними помічниками скрізь і в усьому.

Наприклад, в африканських країнах популярними стали програми, що викликають трактористів. У Нігерії та Кенії стартап Hello Tractor дозволяє через мобільний телефон замовити трактор, внаслідок чого врожайність зросла удвічі. У Гані схожий стартап Trotro Tractor дозволяє власникам тракторів та іншої техніки знаходити замовлення на обробку землі.

Управління господарством на екрані

Різноманітні платформи дозволяють фермерам архівувати операційну інформацію сільського господарства в одному місці, аналізувати її сучасними алгоритмами, отримуючи красиві й зрозумілі графіки, статистику та рекомендації. Переглядати дані можна з комп’ютера або смартфона. Про потенціал такого підходу говорить те, що подібні гіганти агробізнесу викуповують подібні стартапи, наприклад, DuPont Pioneer придбав Granular.

Володіти інформацією про якість врожаю задовго до його визрівання

Сучасні алгоритми здатні надати фермерові інформацію, на які культури варто звернути увагу задля високої прибутковості. Алгоритм «Agro algorithm» дає змогу передбачити якість майбутнього врожаю, аналізуючи такі параметри, як мінімальна та максимальна температура, сонячна радіація, кількість сонячних годин, рівень опадів, відносна вологість тощо. Також він враховує дані щодо захворювання рослин у даному регіоні.

Аграріям не потрібно здійснювати складний аналіз гігантських обсягів даних, адже програма чітко видає результат у доступній і зрозумілій формі кругової діаграми. Подібний сервіс із використанням значних даних зараз розробляють науковці Технологічного університету Веллуру.

Чат-боти для фермерів

У складних ситуаціях завжди хочеться звернутися до когось за порадою, почути виважену думку. І таким порадником для фермерів може стати….їхній смартфон. Ще одним трендом технологій для сільського господарства є чат-боти, подібні Google Assistant, Amazon Alexa, Microsoft Cortana, Apple Siri тощо. Фермерські асистенти будуть краще адаптовані до специфічних питань сільського господарства.

Перші розробки у цій сфері вже проходять тестування: стартап Aham запустив чат-бота в Індії, в якому на більшість питань відповідає штучний інтелект. Наприклад, він дає поради, на якому грунті, в яку погоду та пору року вирощувати ті чи інші культури. У разі якщо у бота виникає проблема з відповіддю, він звертається до науковця-агронома, з яким можна буде поспілкуватися в реальному часі.