Срочная новость

Срочная новость

Сейчас воспроизводится:

Зачем коровам фитнес-трекеры?


футурис

Зачем коровам фитнес-трекеры?

Денис Локтев, Euronews: “Зачем коровам подключение к беспроводной сети? Как новые технологии меняют сельское хозяйство и помогают нам лучше заботиться об окружающей среде? Инновационный опыт аграриев и инженеров стран Европы — в специальном выпуске программы Futuris.”

Семья Брайана владеет этой фермой уже три поколения. Но никогда прежде уход за молочными коровами не был так прост. На свой смартфон Брайан автоматически получает сообщения от установленной на ферме информационной системы с предупреждениями об изменениях в здоровье коров, их готовности к оплодотворению. Данные поступают со специальных сенсоров, вмонтированных в ошейники, которые носит каждое животное.

Брайан Уитерап, фермер: “Ошейник сообщает о снижении аппетита у коров или их активности в определенные промежутки времени. Любой из этих факторов может быть показателем неблагополучия: корова либо заболела, либо ей нездоровится. И ключевая задача этого гаджета – заранее предупреждать о возможных проблемах еще до того, как они станут действительно серьезными”.

Когда животное ест, у него двигаются мышцы шеи. Это и регистрируют датчики на ошейнике. Данные собираются и передаются по беспроводной связи. Впоследствии производители таких ошейников намерены снабдить их системой геолокации для свободно пасущихся коров.

Рассказывает Иван Андонович, исследователь с кафедры систем связи Университета Стратклайд, Глазго: “Эволюция технологий за последние 10 лет привела к удешевлению обработки данных, уменьшению необходимого для этого количества энергии, а функциональность, форм-фактор, т.е. форма и размер датчиков, стали более удобными в использовании. Только опираясь на эти критерии, можно эффективно использовать технологии для решения сельскохозяйственных задач”.

Роботизированные доильные аппараты измеряют объем и состав молока от каждой коровы. Фермеры могут использовать эти данные для повышения продуктивности и благополучия своих животных. Эти и другие инновации изучаются на 24 фермах в Великобритании в рамках европейского исследовательского проекта, направленного на повышение устойчивости и эффективности сельского хозяйства.

Фредди Рид, менеджер проекта Центра сельскохозяйственной инновации: “Первый этап состоит в том, чтобы выявить весь объем проблем, собрать данные с ферм, чтобы узнать, что происходит на ферме, определить причины ее неэффективности и найти решения возникших проблем”.

Брайан говорит, что через 6 месяцев после внедрения новых технологий удойность выросла на 20%, а здоровье коров улучшилось. Исследователи видят еще больший потенциал в интеграции данных с датчиков по всей производственной цепочке с разработкой общего стандарта для обмена данными.

Иван: “Чтобы добиться нужного эффекта и облегчить жизнь Брайану и его коллегам, мы пытаемся создать общую базу данных, сравнивая данные, поступающие от ошейника в самом начале процесса кормления, с конечными данными, фиксируемыми роботизированным доильным аппаратом на финальной стадии”.

Десятки тысяч теплиц в Испанской Альмерии, принадлежащие частным семейным хозяйствам, снабжают томатами, перцами и другими овощами всю Европу. Помимо прочего, это и исследовательский полигон. Экспериментальные теплицы снабжены специальными сенсорами, одновременно собирающими информацию о состоянии растений.

Мануэль Беренгель, профессор системного проектирования и автоматического управления в Университете Альмерии, Испания: “Мы пытаемся упростить процесс сбора данных от каждого фермерского хозяйства, собирая их в единую облачную базу данных. Затем мы сможем использовать искусственный интеллект и продвинутые технологии для обработки полученных данных, чтобы оценить ситуацию в масштабе всего региона, и, если понадобится, улучшить работу производителей”.

Влажность почвы, скорость роста растений, состав воздуха в теплице и другие показатели измеряются, чтобы помочь отдельным фермерам выращивать лучшие по качеству сельскохозяйственные культуры, используя оптимальный режим орошения и необходимые удобрения. В широких масштабах умное земледелие позволяет получать существенные экономические, социальные и экологические выгоды.

Синтия Джаньокаво, содиректор кафедры сельского хозяйства, кооперативных исследований и устойчивого развития COEXPHAL-UAL на факультете экономики и управления бизнесом Университета Альмерии, Испания: “Передовые технологии, все эти датчики и вся информация, которую мы собираем, могут быть агрегированы (объединены в единую систему) на определенном уровне и доведены до сведения фермеров. Это поможет им оптимизировать процесс производства и повысить его эффективность. Полученная информация поможет скорректировать затраты (использования воды, количества труда), чтобы соответствовать требованиям рынка, будь то сорт, размер, вкус и так далее”.

Помидоры собраны, но сбор данных продолжается. Этот сортировочный конвейер может обрабатывать два миллиона килограммов томатов в день – это стало возможным благодаря новейшим технологиям. Машины фотографируют каждый помидор, чтобы автоматически сортировать их по размеру, цвету и даже вкусу.

Кристобаль Ферриз, исполнительный директор проекта: “Без сомнений, подобная технология дает нам конкурентное преимущество. Этот объект, возможно, самый продвинутый в Европе на данный момент. Как вы видите, здесь занято очень мало людей. Все ручные работы, которые дороги и сложны, сведены к минимуму”.

Сейчас ученые работают над единой базой данных, полученных после обработки всего цикла производства, от фермы до магазина. Это улучшит продовольственную безопасность и поможет повысить эффективность всей цепочки.

Санчес Молина Хорхе, исследователь на кафедре системной инженерии и автоматизаци Университета Альмерии: “Фермер получает информацию о качестве товаров, которые он производит, обрабатывающие компании – о продуктах питания, которые они получают, а конечный потребитель – обо всей цепочке производства.”

Денис Локтев, Euronews: “Точные электронные инструменты требуются не только на суше, но и под водой. Как измерить уровень загрязнения морской воды наиболее быстрым и надёжным способом? Заглянем на юг Англии, где инженеры испытывают новую мини-лабораторию для химического анализа воды”.

Отходы жизнедеятельности населения городов и сёл часто попадают в воду, загрязняя ее избыточными питательными веществами, преимущественно азотом и фосфором. Это вредит подводным экосистемам. Многие города и поселки пытаются ограничить подобные загрязнения. Но концентрация пищевых веществ меняется в течение дня. Береговые лаборатории не в состоянии отслеживать изменения в реальном времени. Единственное решение – разместить лабораторию в воде.

Доктор Александр Битон, ученый в области разработки датчиков in situ для всех водных сред: “Вместо того, чтобы брать пробы воды и затем проводить их лабораторный анализ, мы можем на длительное время разместить датчик на месте. Он может собирать данные каждые 15 минут на протяжении долгого времени, что позволяет получать очень точные данные и выявлять тенденции, которые не были бы очевидны при периодическом изучении проб воды”.

Это устройство, разработанное в рамках еще одного европейского проекта – так называемая “lab-on-a-chip”, лаборатория на чипе, очень маленькая и недорогая система, которая объединяет различные возможности крупной лаборатории. Она проста в использовании. Цель в том, чтобы даже неспециалисты в очистке воды и простые люди могли произвести целый ряд замеров с помощью одного прибора.

Дуглас Конелли, координатор финансируемой ЕС программы SenseOCEAN: “Мы создали комбинацию приборов, отдельно разработали каждый датчик, а затем соединили их вместе. Идея заключалась в том, чтобы создать многофункциональный датчик, позволяющий одновременно изучать попавшие в воду химикаты, ее температуру, кислотность и степень загрязнения, чтобы иметь наиболее полную картину того,что происходит в окружающей среде”.

“Лаборатория на чипе” смонтирована на пластиковой платформе со сложными туннелями для жидких реагентов.Там же установлены оптические датчики, которые следят за изменением цвета, что указывает на наличие в воде определенных веществ. Все химикаты безопасно размещены внутри прибора.

“Система предназначена для работы на дне океана,- объясняет Александр Битон. – Мы размещали ее на глубине около 5 тысяч метров, в то время, как она может работать на глубине до 6 тысяч метров”.

Ученые сотрудничают с небольшими компаниями, чтобы усовершенствовать датчики с точки зрения их функциональности, размеров и стоимости. Например, этот флюорометр, уже поступивший в продажу, измеряет количество углеводородов в воде, используя свечение органических молекул.

Джон Аттридж представляет компанию “Многопараметрический флюорометр CTG”: “Одна из целей проекта состояла в том, чтобы использовать широкую гамму датчиков, объединив их в единую систему, способную отвечать всем нашим запросам, что значительно облегчает их производство”.

Упростить производство – непростая задача. В этом филиале датского университета Орхуса изготавливают сверхточные микродатчики, которые используются учеными во всем мире. Каждый датчик изготавливается вручную из стеклянной трубки. Здесь требуется очень тщательная обработка. Входное отверстие должно быть шириной всего в несколько микронов. Кропотливая работа, требующая твердой руки и терпения.

Расмус Элиасен, лаборант Лаборатории микросенсорных технологий: “Я могу сделать, возможно, штук 20 таких в неделю, которые работают (смеется), как надо. Датчик кислорода является стандартным датчиком, поэтому их легче всего сделать”.

Молекулы кислорода или другого вещества проходят через мембрану в крошечное отверстие и взаимодействуют с тонкой платиновой проволокой, создавая слабый ток, который можно измерить приборами. Такие микродатчики могут быть полезны для решения самых различных задач, от анализа крови до контроля загрязнения и выбросов парниковых газов.

Нильс Питер Ревсбек, ученый-микробиолог: “Промышленное применение таких датчиков в обозримом будущем может вызвать на них огромный спрос. Очень хороший пример – датчик закиси азота, который способен контролировать ее концентрацию и применяться на водоочистных сооружениях. Он основан на том же принципе. Имея микроскопический размер, его можно сделать более прочным и использовать на водоочистительных станциях, а это огромный потенциальный рынок”.

Чтобы удовлетворить этот ожидаемый спрос, разработчики микросенсоров работают над новыми методами массового производства, в которых заменяют стекло пластиком, увеличивая долговечность устройств, делая их более прочными и, в конечном итоге, более доступными.

Сорен Порсгаард, руководитель проекта: “Если сравнить два таких датчика – внутри они имеют одинаковый размер, мембрану одного размера, число молекул, проходящих через мембрану сопоставимо – мы увидим, что внешняя оболочка сделана по-разному. И это важно для повышения прочности. И, конечно, мы можем выпускать их по цене гораздо ниже, чем у стеклянных, которые делаются вручную”.

От полей и ферм до дна океана новые сенсорные и компьютерные технологии помогают нам лучше понимать окружающий мир.

Выбор редакции

Следующая статья
Глобальная "водородная" энергетика - шаг в ХХII век

футурис

Глобальная "водородная" энергетика - шаг в ХХII век