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在西門子種菜是種怎樣的體驗(yàn),?
隨著世界人口的增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)可用土地的縮減,,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展已接近瓶頸,。西門子中央研究院正攜手歐洲創(chuàng)新與技術(shù)研究院(EIT)食品聯(lián)盟的科研與業(yè)界合作伙伴,共同尋找使食品生產(chǎn)更高效和可持續(xù)的解決方案,。
要想前往位于慕尼黑佩拉赫的西門子大樓下的蔬菜基地,,需經(jīng)過(guò)一段沒有窗戶的地下走廊。在這個(gè)“地下菜園”里,,生長(zhǎng)著蘿卜,、萵苣和其它各種各樣的蔬菜。熾熱且微微發(fā)紅的LED燈光代替了陽(yáng)光,,也因此,,人們?cè)谶M(jìn)入菜園時(shí)須佩戴墨鏡,。與傳統(tǒng)種植不同,這里沒人播種,、施肥或澆水,。一切都由機(jī)器人完成。例如,,機(jī)器人會(huì)使用真空吸液管收集種子,,并將它們以均勻的間隔播種在一片新的菜地里。然后,,它會(huì)移動(dòng)到另一個(gè)位置去灌溉幼苗,。每株幼苗都能獲得幾滴灌溉,完美符合它自己的生長(zhǎng)需求,。西門子的研究科學(xué)家Rudolf Sollacher說(shuō):“我們希望通過(guò)使用我們的技術(shù),農(nóng)民僅需決定他們想種植的農(nóng)作物種類及屬性,,而播種,、澆水、施肥和收割等所有其它任務(wù),,都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化且整個(gè)過(guò)程高效透明,。在這個(gè)模型實(shí)驗(yàn)室里,我們正向公司同事的和外部客戶展示未來(lái)農(nóng)業(yè)可能的樣子,。”
西門子研究科學(xué)家Rudolf Sollacher在室內(nèi)農(nóng)作物栽培實(shí)驗(yàn)室中,。
云端的農(nóng)場(chǎng)主
機(jī)器人能夠分析濕度或泥土營(yíng)養(yǎng)含量等實(shí)際耕種條件。測(cè)量結(jié)果將與植物專家的建議進(jìn)行比對(duì),。通過(guò)使用仿真模型,,即種植園的“數(shù)字化雙胞胎”,專家們可以通過(guò)計(jì)算得出機(jī)器人接下來(lái)的任務(wù)安排,,保證每株作物都獲得保持理想生長(zhǎng)狀態(tài)所需的養(yǎng)分和水分,。
整個(gè)計(jì)算過(guò)程將使用種植園的“數(shù)字化雙胞胎”、各種算法及專家知識(shí),。所有相關(guān)數(shù)據(jù)信息都會(huì)被儲(chǔ)存在云端,,方便人們分享和重復(fù)使用。“當(dāng)然,,我們的方法不單適用于這個(gè)特殊的種植園模型,,也適用于其它任何室內(nèi)或室外搭建的種植區(qū),”Sollacher介紹道,。“針對(duì)不同種植園或農(nóng)業(yè)區(qū)域,,我們只需使用不同的‘數(shù)字化雙胞胎’即可。除此之外,,所有流程都*相同,。以室外種植區(qū)為例,,我們需要在‘數(shù)字化雙胞胎’里設(shè)置額外的傳感器來(lái)反映自然降水量。”
一臺(tái)機(jī)器人可種植并照料多種蔬菜,。
與日俱增的挑戰(zhàn)
如今,,世界人口持續(xù)增長(zhǎng),食品產(chǎn)業(yè)面臨與日俱增的挑戰(zhàn),。據(jù)預(yù)測(cè),,到2050年,世界人口可能多達(dá)100億,。到那時(shí),,大家要吃什么呢?這不僅是可耕種土地不足的問(wèn)題,,水資源也會(huì)越發(fā)緊缺,。在傳統(tǒng)灌溉模式下,大部分水分其實(shí)并沒有被農(nóng)作物吸收,,而是自然蒸發(fā)掉了,。而Sollacher和他的同事們代表EIT食品聯(lián)盟發(fā)起的這個(gè)項(xiàng)目正在讓灌溉效率得到提升。通過(guò)單獨(dú)照料每株農(nóng)作物,,并根據(jù)它們的理想生長(zhǎng)狀態(tài)提供養(yǎng)分,,人們可以節(jié)約大量水資源。
越來(lái)越懂行的消費(fèi)者
在工業(yè)化程度較高的國(guó)家,,食品產(chǎn)業(yè)則面臨不同的挑戰(zhàn),。人們通常并不擔(dān)憂基本食品供應(yīng),而是對(duì)食品信息的透明度有更高的要求,,想要知道這些食物在哪里種植,,又是如何被加工的。同時(shí),,他們還要求在質(zhì)量等方面得到可靠的承諾,,比如食物中是否含有特定過(guò)敏原等。“通過(guò)持續(xù)收集數(shù)據(jù),,我們可以得到對(duì)作物屬性的描述,,滿足消費(fèi)者對(duì)信息透明的要求,”Sollacher說(shuō),。“特別是對(duì)于室內(nèi)種植,,有了人工光照和灌溉,我們可以進(jìn)一步對(duì)作物的屬性進(jìn)行控制,。例如,,通過(guò)調(diào)節(jié)光照,讓紅光或藍(lán)光變多,我們可以決定蘿卜的口感是更辛辣還是更溫和,。”
通過(guò)人工光照和灌溉,,研究人員可進(jìn)一步對(duì)作物的屬性進(jìn)行控制。
不只為了蔬菜,,更為了完整的食品鏈
“我們的平臺(tái)應(yīng)用了西門子基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere,,” Sollacher說(shuō)。“其中一個(gè)主要原因是它讓我們有可能將這套方法延伸至整個(gè)食品生產(chǎn)鏈,,從而滿足我們的特定需求,。例如,如果水泵的運(yùn)行能與智能電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)同步,,我們就可以在灌溉過(guò)程中僅使用由可再生能源產(chǎn)生的電力,。又或者農(nóng)業(yè)機(jī)械可以被多個(gè)農(nóng)場(chǎng)靈活共享。當(dāng)然,,我們這套方法還可以用于肉類和乳制品等其它食品類型,。未來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景,我們可以繼續(xù)著手研究,。等佩拉赫這里的蔬菜長(zhǎng)到可以采摘,,同事們就可以享受美好的點(diǎn)心時(shí)間了。”