В ЕС построят цифровые фермы и антистрессовые дома

Сельхозсектор готовится отреагировать на настоящий вызов времени: по прогнозам ученых, в ближайшие 30 лет спрос на продовольствие в мире увеличится на 70%. Для активизации производительности фермерам уже сегодня необходимо оптимизировать методы хозяйствования, одновременно сокращая вредное воздействие на окружающую среду.

Исследователи из института BioSense в сербском городе Нови-Сад говорят: "Мы не можем накормить сегодняшний мир, имея сельское хозяйство вчерашнего дня." Они участвуют в европейском проекте Antares, в рамках которого на севере Сербии создан центр передовых технологий и устойчивого сельского хозяйства. Исследователи единодушны: агросектор завтрашнего дня - это не только насаждения и удобрения, но и сенсоры, дроны, спутниковые изображения, "большие данные".

Весна Бенгин, координатор проекта, поясняет: "На фоне прироста населения от нас потребуется в ближайшие сорок лет произвести столько же продуктов, сколько понадобилось человечеству в прошедшие 10 тысяч лет. Нам нужны датчики, много датчиков, ну и немного искусственного интеллекта в придачу. Мы используем научные разработки, все то, что предлагает сегодня сектор информационных технологий, для повышения эффективности в отрасли. Мы привлекаем микро- и наноэлектронику, разрабатываем новые датчики. И задействуем интернет вещей для того, чтобы включить эти датчики в общую систему. А потом мы обращаемся к искусственному интеллекту, чтобы сориентироваться в этом море данных".

Микро- и наноэлектроника позволяет фермерам изменить масштаб мониторинга за полями и теплицами, выявлять заболевания растений на самой ранней стадии.

Горн Китич, руководитель лаборатории в институте BioSense, комментирует: "Наши датчики предназначены для использования в полевых условиях обычными людьми, они должны функционировать по принципу "подключи и работай", обеспечивая фермеров самой важной для них информацией. Возьмем находящийся в стадии разработки датчик влажности почвы: он сигнализирует вам, когда пора поливать а когда от орошения лучше отказаться. Так вы экономите воду. Мы также разрабатываем устройства, которые сообщают, насколько почва богат микроэлементами, какова в ней концентрация азота, как себя чувствуют растения".

Олицетворение агросектора завтрашнего дня - цифровая ферма. В рамках проекта в Сербии ученые уже тестируют ее отдельные модули. Они обращают внимание на сложности работы именно в сельском хозяйстве из-за непредсказуемости природных явлений.

"Сельское хозяйство - это живой организм, к тому же очень сложный, - рассказывает директор института BioSense Владир Черноевич. - То, что в прошлом столетии было открыто благодаря науке, сегодня совершенствуется с опорой на информационные технологии. Цифровой агросектор предполагает интенсивное использование данных, поэтом мы упорно собираем информацию с сенсорных устройств, контролирующих почву, растения, животных, а также используем то, что регистрируют для нас беспилотники. Затем мы обращаемся к искусственному интеллекту, "большим данным", чтобы получить какие-то не видные невооруженным глазом сведения, интерпретации".

Виртуальный двойник цифровой фермы - платформа Agrosense. Это всеобъемлющая база данных позволяет фермерам планировать свою деятельность и лучше контролировать состояние насаждений - благодаря информации из разных источников. Один из местных фермеров, Джордже Джукич, рассказывает: "Система, которую мы используем, способна увидеть признаки заболевания на одном-единственном листочке, фрукте или овоще, что позволяет очень оперативно принять меры до того, когда повреждения будут видны невооруженным глазом. Когда человек видит признаки болезни, это значит, она зашла далеко. А камеры и датчики способны распознать ее в самом начале".

На платформу поступают данные с Европейской спутниковой системы мониторинга Земли "Коперник", изображения, передаваемые дронами, а также материалы самих фермеров (например, фотографии со смартфонов). Все эти элементы - ключ к максимально детальной картине происходящего. С опорой на уникальные данные ученые создают тематические приложения - о состоянии почвы, к примеру. Таким образом, фермеры получают возможность лучше планировать свою деятельность и оперативно решать проблемы.

Исследователь Владан Минич поясняет: "Это приложение - как дополнительная пара глаз: система позволяет увидеть со спутника то, что фермерам самим не разглядеть. Перед вами - огромное поле, вы не можете знать, что происходит, например, в его середине или на другом конце. А с помощью приложения вы получаете доступ к спутниковым данным, можете выбрать нужную вам категорию, тип растения, например, и так увидеть, что происходит в конкретной точке, нужно ли ваше вмешательство".

Сориентироваться помогает и робот, проводящий оперативный анализ грунта. Он самостоятельно движется по полю, забирает образцы для проб. Тест длится 10 минут: фермер может быстро скорректировать уход за любым, даже очень небольшим участком хозяйства.

Конополя и древесина вместо бетона

Из Сербии в Словению - здесь также полным ходом идут региональные исследования в сфере прикладных цифровых технологий. В рамках проекта InnoReniew в стране создан исследовательский центр, который занимается разработкой новых строительных материалов на основе древесины и натуральных продуктов, подлежащих вторичной переработке.

Андрея Кутнар, координатор проекта, рассказывает: "Мы смогли объединить различные дисциплины, например, химию, информатику, материаловедение - и так разработали материал, который можно использовать в строительстве, в жилых постройках, причем люди будут очень позитивно воспринимать их новую среду обитания. Материал экологичен, подлежит вторичной переработке. И да, если мы рубим дерево, то тут же сажаем новое".

Исследователь Мэттью Швацкопф напоминает: "Одна из главных тенденций сегодня в Европе предполагает максимальное полное использование сырья. Мы в рамках нашего исследования изучаем, например, как утилизировать небольшие остатки производственных процессов или приготовления пищи. Мы поняли, что обработав их определенным образом, можно изменить характеристики этих отходов и так изготовить материал, который будет отличаться высокими эксплуатационными характеристиками".

Исследователи из университета города Копер пристально изучают строительный потенциал другого натурального продукта - конопли. Почему? Летиция Марро рассказывает: "Нас интересуют, в частности, механические характеристики конопляного волокна, оно практически идентично стекловолокну. Конопля также используется в качестве изоляционного материала. Преимущество - в том, что постройка, дом, где такой материал задействован, как будто дышит. Растение будет естественным образом поглощать излишки влаги и, наоборот, выделять ее, когда воздух сухой".

Специалисты напоминают о важности повышения экологической ответственности строительного сектора, который обеспечивает треть всех выбросов двуокиси углерода в атмосферу и 40% всех производимых на планете отходов.

Глава исследовательской группы Изток Сустержич убежден: "В будущем мы обязаны прийти к более устойчивому строительству с использованием возобновляемых материалов. Древесина в этом плане - абсолютный лидер. По своим качествам она не просто углеродно-нейтральна, она углеродно-отрицательна. Вот вы строите деревянный дом: он не производит выбросов двуокиси углерода и способен их поглощать из внешней среды".

Архитекторы также с интересом смотрят на дерево как на отделочный материал, способный снижать стресс. Исследования работников, сидящих за пластиковым и деревянным письменными столами, показали: у второй группы уровень стресса и напряженности ниже.

Развитие строительного сектора с учетом потребностей окружающей среды, считают специалисты, даст целый ряд преимуществ - экономических, социальных, экологических. Древесные материалы имеют огромный потенциал с точки зрения их способности поглощать углерод из атмосферы и улучшать самочувствие людей.